ITMO20130296A1 - Capsula per bevande - Google Patents

Description

Descrizione

Capsula per bevande

L’invenzione concerne capsule o contenitori per la preparazione di bevande in macchine erogatrici automatiche, ed in particolare riguarda una capsula sigillata, monodose e monouso contenente un prodotto iniziale percolabile oppure solubile oppure liofilizzato oppure deidratato oppure concentrato in grado di realizzare interagendo con fluido in pressione, tipicamente acqua oppure latte, un prodotto finale, ad esempio una bevanda. L’invenzione concerne anche metodi per utilizzare la capsula in una macchina erogatrice automatica.

Le capsule note per l’impiego su macchine erogatrici note sono contenitori monouso e monodose comprendenti un involucro esterno, realizzato in materiale plastico impermeabile ai liquidi ed ai gas ed avente forma di bicchiere o tazza. In particolare, l’involucro presenta una parete di fondo ed una parete laterale definenti una cavità provvista di un’apertura superiore attraverso la quale può essere inserito il prodotto da cui ottenere la bevanda. L’apertura superiore è chiusa ermeticamente da una copertura, tipicamente una pellicola contenente alluminio od un film plastico multistrato, in modo da sigillare all’interno della cavità del contenitore il prodotto. La capsula è perforabile per consentire l’immissione di liquido in pressione, tipicamente acqua, e l’uscita della bevanda ottenuta. In particolare, la copertura e la parete di fondo dell’involucro sono perforabili da opportuni mezzi della macchina erogatrice, per consentire rispettivamente l’immissione dall’alto del liquido in pressione e l’estrazione dal basso della bevanda. Uno svantaggio delle capsule note sopra descritte risiede nel fatto che esse possono essere utilizzate solo su macchine erogatrici provviste di un apposito circuito di erogazione comprendente mezzi di estrazione atti a perforare il fondo della capsula per consentire la fuoriuscita della bevanda e mezzi a condotto atti a convogliare la bevanda al contenitore di fruizione (ad esempio una tazza, una tazzina, un bicchiere, ecc.). Tale circuito di erogazione rende più complessa e costosa la struttura della macchina. Inoltre, poiché tale circuito è a contatto con le bevande erogate, esso dovrebbe essere convenientemente lavato dopo ogni erogazione sia per motivi igienici sia per non compromettere il gusto e la qualità (proprietà organolettiche) di una bevanda successivamente erogata (ad esempio una tisana aromatica erogata dopo un caffè). Tuttavia mezzi di lavaggio del circuito di erogazione non sempre sono presenti nelle macchine note a causa della complessità costruttiva e dei costi.

Le macchine erogatrici note comprendono, inoltre, un circuito di alimentazione provvisto di mezzi di iniezione (tipicamente aghi od ugelli appuntiti) che provvedono a perforare la copertura ed immettere il liquido in pressione proveniente da una pompa e/o da una caldaia.

Durante la fase operativa di produzione della bevanda i mezzi di iniezione possono venire a contatto con il prodotto e/o con la bevanda e quindi sporcarsi. Al pari del circuito di erogazione, i mezzi di immissione del circuito di alimentazione dovrebbero essere opportunamente lavati dopo ogni erogazione per motivi igienici e per non compromettere le proprietà organolettiche di una bevanda successivamente erogata.

Le capsule note sopra descritte permettono di ottenere un prodotto finale tramite percolazione del liquido attraverso il prodotto iniziale (tipicamente caffè) oppure mediante solubilizzazione o scioglimento del prodotto iniziale (ad esempio tè, tisane, ecc.).

Nel caso di prodotti solubili, a causa del volume generalmente limitato della capsula, si rende talvolta necessario diluire il prodotto finale aggiungendo ulteriore liquido e mescolando la miscela con continuità. Tale operazione non può essere realizzata tuttavia in modo automatico utilizzando le capsule e le macchine erogatrici note, ma deve essere eseguita manualmente dall’utilizzatore.

Nel caso di prodotti da percolare, tipicamente caffè od orzo, è necessario garantire un’adeguata compressione e compattazione del prodotto iniziale (in polvere con granulometria variabile) all’interno della capsula per impedire la formazione di vie preferenziali di passaggio del fluido durante la percolazione. Tali vie preferenziali di passaggio determinano, come noto, una diffusione parziale e incompleta del fluido F attraverso la massa di prodotto iniziale P con il risultato di una bevanda finale B (caffè) di scadente qualità e con caratteristiche organolettiche non soddisfacenti.

Per risolvere tale inconveniente le capsule note richiedono un processo di riempimento particolarmente accurato per assicurare un’idonea compressione e compattazione delle polveri. Inoltre, l’involucro della capsula deve essere adeguatamente robusto per resistere al processo di riempimento e compattazione senza deformarsi, così compromettendo l’aspetto estetico. Per questo motivo, tali capsule sono generalmente realizzate in alluminio oppure in materiale plastico di elevato spessore e risultano più costose delle normali capsule.

Uno scopo della presente invenzione è di migliorare le capsule note per bevande o prodotti alimentari fluidi, in particolare capsule sigillate, monouso e monodose contenenti un prodotto percolabile, solubile, liofilizzato, deidratato, concentrato atto ad interagire con un fluido, tipicamente acqua calda in pressione, per preparare un corrispondente prodotto finale in una macchina erogatrice automatica.

Altro scopo è realizzare una capsula ermetica e sigillata, di tipo perforabile e in grado di erogare un prodotto finale direttamente in un contenitore di fruizione (tazza, bicchiere, ecc.) senza necessità di essere perforata da mezzi della macchina erogatrice.

Ulteriore scopo è ottenere una capsula che consenta di non sporcare o inquinare con il prodotto iniziale e/o con il prodotto finale mezzi o parti della macchina erogatrice, garantendo in questo modo sia l’igienicità e la pulizia di quest’ultima sia il gusto e la qualità, ossia l’integrità delle proprietà organolettiche, del prodotto finale.

Altro scopo ancora è realizzare una capsula che permetta di solubilizzare e/o miscelare in modo ottimale il prodotto iniziale con il fluido e, inoltre, di diluire a piacimento il prodotto finale all’interno del contenitore di fruizione.

Altro ulteriore scopo è ottenere una capsula che consenta di percolare in modo ottimale e completo un prodotto iniziale con il fluido così da ottenere un prodotto finale di elevata qualità.

Un ulteriore diverso scopo è quello di ottenere una capsula in grado di erogare un prodotto finale direttamente in un contenitore di fruizione (tazza, bicchiere, ecc.) consentendo ad un utilizzatore di separare in modo semplice componenti in materiale plastico riciclabile di cui la capsula è composta da componenti non riciclabili quali ad esempio poliaccoppiati multistrato contenenti alluminio.

In un primo aspetto dell’invenzione è prevista una capsula secondo la rivendicazione 1. In un secondo aspetto dell’invenzione è previsto un metodo per utilizzare la capsula del primo aspetto secondo la rivendicazione 13.

In un terzo aspetto è previsto un metodo per utilizzare la capsula del primo aspetto secondo la rivendicazione 15.

L’invenzione potrà essere meglio compresa e attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano alcune forme esemplificative e non limitative di attuazione, in cui: - la figura 1 è una sezione trasversale della capsula secondo l’invenzione;

- figura 2 è un dettaglio ingrandito della capsula di figura 1;

- figura 3 è una sezione trasversale di un ugello della capsula di figura 1;

- figura 4 è una sezione trasversale della capsula di figura 1 in una fase iniziale di compressione e di iniezione di un fluido;

- figura 5 è una sezione trasversale della capsula di figura 1 in una fase di erogazione di un prodotto finale;

- figure da 6 a 10 sono sezioni trasversali parziali di rispettive varianti della capsula dell’invenzione;

- figura 11 è una vista laterale della capsula dell’invenzione, comprendente un elemento di chiusura dotato di una linguetta;

- figura 12 è una vista dal fondo della capsula di Figura 11.

Con riferimento alle figure da 1 a 5 e alle figure 11 e 12, è illustrata una capsula 1 secondo l’invenzione contenente un prodotto iniziale P ed utilizzabile in una macchina erogatrice automatica per produrre, mediante iniezione di un fluido in pressione al suo interno, un prodotto finale B, ad esempio una bevanda, quale caffè, orzo, tè, ecc.

Il prodotto iniziale P è, ad esempio, un prodotto alimentare solubile, liofilizzato, deidratato, concentrato, percolabile, da infusione.

La capsula 1 comprende un involucro 2, o contenitore, esterno, sostanzialmente a forma di bicchiere o tazza, provvisto di una parete di base 3 e di una parete laterale 4 definenti una cavità 5 aperta ed atta a contenere il prodotto iniziale P da cui ottenere il prodotto finale B.

L’involucro 2 è comprimibile e/o schiacciabile e/o deformabile, realizzato mediante formatura di un materiale in foglio termoformabile, in particolare un materiale plastico multistrato impermeabile ai liquidi ed ai gas e idoneo al contatto con gli alimenti.

Per consentire all’involucro 2 di essere compresso e schiacciato lungo una direzione A pressoché parallela ad un asse longitudinale della capsula 1 e sostanzialmente ortogonale alla parete di base 3, la parete laterale 4 è deformabile e/o comprimibile lungo predefinite linee di cedevolezza, ad esempio aventi andamento elicoidale, oppure è realizzata a forma di fisarmonica oppure a forma di soffietto, come nella forma di realizzazione illustrata in figura 12.

La parete laterale 4 è, inoltre, divergente a partire dalla parete di base 3 fino ad un bordo 6 periferico a forma di flangia, ad esempio con forma pressoché troncoconica.

La parete di base 3 è, ad esempio, concava in direzione della cavità 5.

La capsula 1 comprende un ugello 107 disposto per immettere nella cavità 5 un fluido F, in particolare un liquido caldo in pressione, ad esempio acqua, in grado di interagire con il prodotto iniziale P per realizzare il prodotto finale B.

L’ugello 107 comprende un elemento tubolare allungato e rigido avente una parete laterale longitudinale 110, una prima estremità 108 e una seconda estremità 109 tra loro contrapposte. La prima estremità 108 è dotata di una prima apertura 113 disposta per impegnarsi con mezzi di iniezione di una macchina erogatrice in grado di erogare il fluido F, mentre la parete laterale longitudinale 110 è dotata di almeno un’apertura di efflusso 111 che è in collegamento di flusso, tramite un primo condotto 114, alla prima apertura 113 ed è disposta per immettere il fluido F nella cavità 5 in una fase di iniezione J, come meglio descritto nel seguito della descrizione.

In una variante della capsula 1 non illustrata, l’ugello è provvisto di una pluralità di apertura di efflusso 111 disposte per erogare nella cavità 5 rispettivi getti L di fluido.

La seconda estremità 109 è provvista di una seconda apertura 116 in collegamento di flusso, tramite un secondo condotto 117, ad un’apertura di erogazione 118 realizzata sulla parete laterale longitudinale 110. L’apertura di erogazione 118, il secondo condotto 117 e la seconda apertura 116 consentono al prodotto finale B di fuoriuscire dalla cavità 5 ed essere erogato direttamente in un contenitore di fruizione in una fase di erogazione E, come meglio descritto nel seguito della descrizione.

Il primo condotto 114 ed il secondo condotto 117 sono affiancati, in particolare sono paralleli tra loro ed ad un asse longitudinale X dell’ugello 107, e si estendono sostanzialmente per l’intera lunghezza di quest’ultimo. Nella forma di realizzazione illustrata, l’apertura di efflusso 111 è realizzata in prossimità della seconda estremità 109, mentre l’apertura di erogazione 118 è realizzata in prossimità della prima estremità 108. Con particolare riferimento alla figura 2, in una configurazione iniziale K della capsula 1, nella quale l’involucro 2 non è compresso né schiacciato, l’ugello 107 è disposto all’interno della cavità 5 con la seconda estremità 109 che fuoriesce parzialmente dalla suddetta cavità 5 attraverso un’apertura di uscita 31 realizzata nella parete di base 3. L’ugello 107 s’inserisce e può scorrere con interferenza (così realizzano una tenuta idraulica) nell’apertura di uscita 31: in tal modo, come meglio spiegato nel seguito della descrizione, il prodotto finale B può fuoriuscire dalla capsula 1 solo attraverso l’ugello 107 ed in particolare attraverso l’apertura di erogazione 118, il secondo condotto 117 e la seconda apertura 116.

La seconda estremità 109 dell’ugello 107 presenta una flangia esterna 109a che circonda perifericamente la seconda apertura 116. Nella configurazione iniziale K la flangia esterna 109a riscontra una superficie esterna della parete di base 3.

In una versione della capsula 1 non illustrata nelle figure, la flangia esterna 109a presenta una superficie esterna la quale è dotata di una scanalatura anulare a sezione triangolare prossima alla seconda apertura 116 la quale è atta a guidare il prodotto finale B quando fuoriesce dalla capsula 1 attraverso la suddetta seconda apertura 116. Tale scanalatura può essere d’aiuto nell’indirizzare con maggiore precisione il flusso di prodotto finale B nel contenitore di fruizione.

In un’ulteriore versione della capsula non illustrata nelle figure, la parete di base 3 può comprendere un bordo o parete anulare che si estende attorno all’apertura di uscita 31 e all’interno oppure all’esterno della cavità 5. La parete anulare è destinata a impegnare a tenuta la parete laterale longitudinale 110 dell’ugello 107. Le sezioni trasversali dell’ugello 7 e della parete anulare hanno forma complementare.

Un elemento di chiusura 139 è previsto per chiudere ermeticamente la seconda apertura 116 dell’ugello 107 e isolare dall’ambiente esterno la cavità 5. L’elemento di chiusura 139, ad esempio a forma di disco, comprende un bordo di unione, ad esempio anulare, 139a mediante il quale è fissato in modo removibile ad una superficie esterna della parete di base 3. L’elemento di chiusura 139 può essere agevolmente distaccato dalla parete di base 3 in modalità automatica ad opera dello stesso ugello 107 in una fase iniziale di schiacciamento parziale dell’involucro 2 oppure ancora ad opera della pressione dell’aria contenuta all’interno della cavità 5 la quale viene spinta a sua volta all’esterno dall’introduzione del fluido F nella capsula durante la fase di iniezione J.

L’elemento di chiusura 139 può essere inoltre agevolmente distaccato dalla parete di base 3 da un utilizzatore manualmente prima dell’introduzione della capsula 1 nella macchina erogatrice, ed in questo caso è provvisto, secondo una forma preferita di attuazione, di una linguetta allungata 139b come mostrato nelle figure 11 e 12 estendentesi verso l’esterno a partire da una porzione di collegamento del bordo di unione 139a.

L’elemento di chiusura 139, provvisto oppure no della linguetta 139b, è realizzato in materiale plastico saldabile, ad esempio termicamente o tramite ultrasuoni, ed il bordo di unione 139a è in particolare fissato alla superficie esterna della parete di base 3 per un primo tratto 239a mediante una saldatura bloccante e per un secondo tratto 239b mediante una saldatura pelabile, la saldatura bloccante necessitando di una forza maggiore rispetto alla saldatura pelabile per distaccare il bordo di unione 139a dalla parete di base 3, in modo tale da promuovere il distacco del secondo tratto 239b del bordo di unione 139a prima del distacco del primo tratto 239a.

Il primo tratto 239a si estende in un primo intervallo angolare compreso tra 80° e 100°, in particolare preferibilmente 100°, e il secondo tratto 239b si estende in un secondo intervallo angolare esplementare al primo intervallo angolare, in altre parole il primo tratto 239a ed il secondo tratto 239b si estendono per l’intero bordo di unione 139a.

Qualora l’elemento di chiusura 139 sia provvisto della linguetta allungata 139b, la porzione di collegamento del bordo di unione 139a si sviluppa dal primo tratto 239a fissato con saldatura bloccante, per motivi che vedremo meglio di seguito.

Il secondo tratto 239b fissato tramite saldatura pelabile comprende mezzi promotori di distacco per agevolare una graduale e progressiva separazione del bordo di unione 139a dalla parete di base 3, i quali comprendono almeno una porzione di distacco 240, in corrispondenza della quale il secondo tratto 239b ha forma sostanzialmente a “V”, o a cuneo.

Preferibilmente, i mezzi promotori di distacco comprendono una pluralità di porzioni di distacco 240 angolarmente equispaziate nel secondo tratto 239b, come mostrato in Figura 12, per distribuire l’efficacia di tale distacco lungo l’intero secondo tratto 239b.

Al contrario, il primo tratto 239a fissato tramite la saldatura bloccante è privo dei mezzi promotori di distacco e pertanto, nonostante sia la saldatura bloccante che la saldatura pelabile consentano di fissare in modo rimovibile l’elemento di chiusura 139 alla parete di base 3, la saldatura bloccante necessita di una forza maggiore rispetto alla saldatura pelabile per consentire il distacco del primo tratto 239a rispetto al secondo tratto 239b.

Se la linguetta 139b è presente ed è presente una sola porzione di distacco 240 (non illustrata) quest’ultima è posizionata nel secondo tratto 239b lungo un asse di simmetria S della linguetta 139b, da parte opposta rispetto alla linguetta 139b stessa.

In questo modo quando l’elemento di chiusura 139 viene spinto dall’ugello 107 e distaccato in modalità automatica, il primo tratto 239a rimane collegato alla parete di base 3 e funge da elemento di cerniera attorno al quale la porzione dell’elemento di chiusura 139 comprendente il secondo tratto 239a del bordo di unione 139a può ruotare, in allontanamento dalla parete di base 3 stessa.

Secondo una forma di attuazione non illustrata, l’elemento di chiusura 139 può essere fissato in modo removibile alla flangia esterna 109a in modo da chiudere ermeticamente la seconda apertura 116. In questo caso, l’elemento di chiusura deve essere distaccato manualmente dall’utilizzatore prima dell’introduzione della capsula 1 nella macchina erogatrice.

La capsula 1 comprende, inoltre, un elemento di copertura 19 che è fissato al bordo 6 dell’involucro 2 per chiudere ermeticamente la cavità 5. L’elemento di copertura 19 è perforabile, in particolare dai mezzi di iniezione della macchina erogatrice, per consentire a questi ultimi di impegnare la prima apertura 118 dell’ugello 107 ed immettere il fluido F nella capsula attraverso l’ugello 107. L’elemento di copertura 19 è fissato tramite saldatura anche alla prima estremità 108 dell’ugello 107, collaborando con l’apertura di uscita 31 a mantenere in posizione all’interno della cavità 5 il suddetto ugello 107 e soprattutto creando una tenuta fluidica tra l’elemento di copertura 19 e la suddetta prima estremità 108.

In questo modo il fluido F ricevuto dall’ugello 107 nella prima apertura 113 viene erogato alla cavità di contenimento del prodotto P solo attraverso l’apertura di efflusso 111 e sono evitati trafilamenti indesiderati dello stesso fluido F in corrispondenza della prima estremità 108.

Sia l’elemento di chiusura 139 che l’elemento di copertura 19 sono realizzati con materiali selezionati, ad esempio poliaccoppiati plastici multistrato, in modo da proteggere nel tempo il prodotto iniziale P contenuto nella capsula dall’umidità e dall’ossigeno. Tali materiali plastici multistrato possono ad esempio contenere alluminio oppure un diverso strato barriera, ad esempio etilenvinilalcool (EVOH) oppure polivinildencloruro (PVDC). Se contengono ad esempio alluminio, non possono essere considerati materiali plastici riciclabili e quindi vanno separati dai rimanenti materiali plastici componenti la capsula ai fini dello smaltimento dei rifiuti.

Il funzionamento o utilizzo della capsula 1 dell’invenzione in una macchina erogatrice automatica prevede una fase iniziale di schiacciamento parziale dell’involucro 2 per consentire all’ugello 107, scorrevole con interferenza nell’apertura di uscita 31, di fuoriuscire ulteriormente da quest’ultimo distaccando l’elemento di chiusura 139 almeno parzialmente. La porzione dell’elemento di chiusura 139 comprendente il secondo tratto 239b ruota infatti in allontanamento dalla parete di base 3 attorno al primo tratto 239a, ancora collegato alla parete di base, che funge da linea di cerniera dell’elemento di chiusura 139.

Il distacco anche se parziale dell’elemento di chiusura 139 pone la cavità 5 in collegamento di flusso con l’ambiente esterno, attraverso l’apertura di erogazione 118, il secondo condotto 114 e la seconda apertura 116. In questo modo, l’aria contenuta all’interno della capsula 1 può fuoriuscire liberamente quando nella successiva fase di iniezione J viene introdotto il fluido F nella cavità 5 attraverso l’apertura di efflusso 111 dell’ugello 107. L’ugello 107 fuoriesce dalla capsula 1 di una quantità limitata, tale da garantire che l’apertura di efflusso 111 rimanga comunque all’interno della cavità 5 per immettere all’interno di quest’ultima il fluido F (figura 4).

L’ugello 107 è alimentato da mezzi di iniezione della macchina erogatrice in grado di perforare l’elemento di copertura 19 e impegnare la prima apertura 113.

In alternativa, l’elemento di chiusura 139 può essere rimosso manualmente dell’utilizzatore prima dell’inserimento della capsula 1 nella macchina erogatrice. In questo caso, l’involucro 2 non deve essere compresso e schiacciato parzialmente prima e/o durante la fase di iniezione J del fluido F.

Nella fase di iniezione J il fluido F introdotto tramite l’ugello 107 può interagire con il prodotto iniziale P per formare gradualmente il prodotto finale B. In questa fase, l’involucro 2 della capsula 1 è parzialmente schiacciato (per consentire come illustrato in precedenza all’ugello di distaccare l’elemento di chiusura 139) e la seconda estremità 109 dell’ugello 7 è impegnata, inserita a tenuta nell’apertura di uscita 31. Poiché l’apertura di erogazione 118 si trova in prossimità della prima estremità 108 dell’ugello 107, il fluido F, la miscela di fluido e prodotto iniziale P ed il prodotto finale B che si forma progressivamente sul fondo della capsula 1 non possono fuoriuscire all’esterno di quest’ultima attraverso la seconda apertura 116.

La pressione e la temperatura del fluido F immesso nella cavità 5 devono essere opportunamente regolati in funzione della tipologia e composizione del prodotto iniziale P. Una volta riempita completamente la cavità 5 con il fluido F interagente con il prodotto iniziale P a formare il prodotto finale B, è possibile erogare quest’ultimo in una fase di erogazione E direttamente in un contenitore di fruizione opportunamente predisposto. La fase di erogazione può essere realizzata comprimendo e schiacciando progressivamente l’involucro 2 lungo la direzione A così da consentire all’ugello 107 di fuoriuscire ulteriormente dalla cavità 5 attraverso l’apertura di uscita 31 e soprattutto in modo da spingere il prodotto finale B ad uscire dalla cavità 5 attraverso l’apertura di erogazione 118, il secondo condotto 117 e la seconda apertura 116. Poiché la parete laterale longitudinale 110 dell’ugello 107 riscontra con interferenza e quindi scorre a tenuta nell’apertura di uscita 31 e poiché la cavità 5 è chiusa, schiacciando e comprimendo l’involucro 2 il prodotto finale B in esso contenuto è infatti costretto dalla pressione ad entrare nell’apertura di erogazione 118 e fuoriuscire dalla capsula 1 attraverso il secondo condotto 117 e la seconda apertura 116.

Quando l’apertura di efflusso 111 dell’ugello 107 si trova all’esterno della capsula 1, durante il progressivo schiacciamento dell’involucro 2 e la conseguente progressiva fuoriuscita dell’ugello 107, è possibile inoltre erogare direttamente nel contenitore di fruizione anche il fluido F. Più precisamente, l’ugello 107 consente di erogare contemporaneamente il fluido F (attraverso il primo condotto 114 e l’apertura di efflusso 111) ed il prodotto finale B (attraverso il secondo condotto 117 e la seconda apertura 116) così da diluire ulteriormente quest’ultimo e ottenere una dose desiderata di prodotto finale. Tale operazione, che con le capsule note deve essere realizzata manualmente dall’utilizzatore, può essere realizzata invece in modo automatico dalla macchina erogatrice utilizzando la capsula 1 dell’invenzione.

Si noti che la capsula 1 dell’invenzione permette di erogare nel contenitore solo il prodotto finale B (durante la fase di erogazione E) al termine della sua solubilizzazione e/o scioglimento. La configurazione dell’ugello 107 impedisce, infatti, la fuoriuscita anche accidentale del fluido F dalla capsula 1 durante la fase di preparazione del prodotto finale B.

In alternativa, la fase di erogazione E può essere realizzata, inizialmente, continuando ad iniettare fluido F nella cavità 5 costringendo così il prodotto finale B a fuoriuscire per pressione dalla capsula 1. Successivamente, comprimendo e schiacciando l’involucro 2 è in modo completo si determina la completa fuoriuscita del prodotto finale B dalla capsula. Si noti che anche con tale modalità di erogazione è possibile diluire il prodotto finale B e ottenerne un quantitativo desiderato finale maggiore della capacità della capsula. Tale operazione, che con le capsule note deve essere realizzata manualmente dall’utilizzatore, può essere realizzata invece in modo automatico dalla macchina erogatrice utilizzando la capsula 1 dell’invenzione.

Al termine della erogazione, un utilizzatore può completare manualmente la rimozione dell’elemento di copertura 19 (e a tal fine in una forma di realizzazione non illustrata l’elemento di copertura potrebbe essere anch’esso dotato di una linguetta allungata) e/o dell’elemento di chiusura 139, al fine di separare componenti in materiale plastico riciclabile, come sicuramente sono l’involucro 2 e l’ugello 107, da componenti non riciclabili, come potrebbero essere l’elemento di copertura 19 e/o l’elemento di chiusura 139 se realizzati in un materiale plastico multistrato contenente ad esempio alluminio. Per quanto riguarda l’elemento di chiusura 139, l’utilizzatore può separarlo dalla capsula 1 afferrando la porzione già distaccata dell’elemento di chiusura 139 comprendente il secondo tratto 239b oppure può vantaggiosamente, se presente, afferrare la linguetta 139b collegata al primo tratto 239a del bordo di unione 139 evitando così di sporcarsi e/o bagnarsi in caso la suddetta porzione già distaccata sia venuta in contatto durante l’erogazione con il prodotto finale B.

È possibile definire quindi un metodo per produrre un prodotto finale B utilizzando in una macchina erogatrice automatica la capsula 1 dell’invenzione, comprendente le seguenti fasi:

- introdurre in una fase di iniezione J il fluido F all’interno della cavità 5 della capsula 1 attraverso la prima apertura 113, il primo condotto 114 l’apertura di efflusso 111 dell’ugello 107 in modo da far interagire il fluido F con il prodotto iniziale P contenuto in detta capsula 1;

- erogare il prodotto finale B così ottenuto direttamente in un contenitore di fruizione in una fase di erogazione E attraverso almeno l’apertura di erogazione 118, il secondo condotto 117 e la seconda apertura 116 dell’ugello 107, detto erogare comprendendo continuare ad introdurre il fluido F nella cavità 5 e/o comprimere e schiacciare progressivamente l’involucro 2 della capsula 1 in modo da costringere il prodotto finale B a fuoriuscire per pressione dalla cavità 5 attraverso l’apertura di erogazione 118, il secondo condotto 117 e la seconda apertura 116.

Prima di introdurre il fluido F è previsto inoltre rimuovere l’elemento di chiusura 139 fissato alla capsula 1 a chiusura ermetica della seconda apertura 116 dell’ugello 107, detto rimuovere comprendendo comprimere e/o schiacciare parzialmente l’involucro 2 in modo da costringere l’ugello 107 a fuoriuscire ulteriormente dalla cavità 5 e distaccare almeno parzialmente l’elemento di chiusura 139.

È bene notare che la capsula 1 dell’invenzione consente di erogare il prodotto finale B direttamente in un contenitore di fruizione senza necessità eseguire perforazione della parete di base 3. L’ugello 107 che fuoriesce dalla cavità 5 attraverso l’apertura di uscita 31 della parete di base 3 permette la fuoriuscita controllata del prodotto finale B attraverso l’apertura di erogazione 118, il secondo condotto 117 e la seconda apertura 16 direttamente nel contenitore di fruizione durante la fase di erogazione.

La capsula 1 dell’invenzione può quindi essere utilizzata su una macchina erogatrice sprovvista di circuito di erogazione giacché tale capsula non richiede mezzi di estrazione atti a perforarne il fondo per consentire la fuoriuscita del prodotto finale né mezzi a condotto per convogliare tale prodotto finale nel contenitore di fruizione (ad esempio una tazza, una tazzina, un bicchiere, ecc.).

L’assenza del circuito di erogazione rende la macchina erogatrice più semplice ed economica ed inoltre garantisce l’igienicità del processo di erogazione e il mantenimento della qualità delle bevande erogate poiché contaminazioni tra bevande successivamente erogate sono impossibili.

Altro vantaggio della capsula 1 dell’invenzione risiede nel fatto che essa impedisce che i mezzi di iniezione della macchina erogatrice vengano a contatto con il prodotto iniziale P e/o con la miscela/prodotto finale B in fase di preparazione e successivamente in fase di erogazione. L’ugello 107 della capsula 1 è infatti predisposto per essere impegnato, tramite la prima apertura 113 della prima estremità 108, dai mezzi di iniezione della macchina erogatrice. In tal modo, anche in virtù dell’elemento di copertura 19 saldato all’ugello 107 in corrispondenza della prima estremità 108, i mezzi di iniezione anche quando sono inseriti in, ed impegnati a, detta prima apertura 113 sono separati ed isolati dalla cavità 5 e dal prodotto iniziale P. Il circuito di alimentazione della macchina, comprendente i mezzi di iniezione, non è quindi sporcato o inquinato con il prodotto iniziale e/o finale, ciò garantendo l’igienicità del processo di erogazione e la qualità dei prodotti finali ad ogni erogazione.

Un ulteriore vantaggio della capsula 1 è di non richiedere un’apposita confezione sigillata, giacché l’elemento di copertura 19 e l’elemento di chiusura 139 isolano in modo ermetico la cavità 5 dall’ambiente esterno così da preservare il prodotto iniziale P.

La figura 6 illustra una variante della capsula 1 che differisce dalla forma di realizzazione sopra descritta e di cui alle figure da 1 a 5, per l’ugello 207 che comprende una pluralità di aperture di efflusso 211 realizzate tra loro distanziate lungo la parete laterale longitudinale 210 sostanzialmente per l’intera lunghezza di quest’ultima e connesse tramite il primo condotto 214 alla prima apertura 213. L’ugello include altresì una pluralità di aperture di erogazione 218 realizzate tra loro distanziate lungo detta parete laterale longitudinale 210 sostanzialmente per l’intera lunghezza di quest’ultima e connesse tramite il secondo condotto 217alla seconda apertura 216. Le aperture di efflusso 211 e le aperture di erogazione 218 sono sostanzialmente contrapposte.

Tale capsula è particolarmente idonea all’impiego con un prodotto iniziale P da percolazione, tipicamente polvere di caffè. Le aperture di efflusso 211 permettono, infatti, al fluido F di percolare in modo sostanzialmente uniforme e completo attraverso la massa di prodotto iniziale contenuto nella cavità 5. Le aperture di erogazione 218, opportunamente dimensionate, consentono la fuoriuscita del prodotto finale B (percolato), trattenendo e impedendo la fuoriuscita del prodotto iniziale P.

Il funzionamento o impiego di questa variante di capsula 1 dell’invenzione in una macchina erogatrice automatica prevede una fase iniziale di schiacciamento parziale dell’involucro 2 (rappresentato in figura 6 in linea tratteggiata) per consentire all’ugello 207 di distaccare almeno parzialmente l’elemento di chiusura 139 (collegando così la cavità 5 all’ambiente esterno attraverso le aperture di erogazione 218, il secondo condotto 214 e la seconda apertura 216) e soprattutto per comprimere e compattare il prodotto iniziale P all’interno della capsula 1. L’entità dello schiacciamento dell’involucro 2 è calcolata per assicurare una compattazione del prodotto iniziale P che impedisca la formazione di vie preferenziali di passaggio del fluido F durante la percolazione così da ottenere una bevanda finale B (caffè) di elevata qualità e soddisfacenti caratteristiche organolettiche. È possibile altresì utilizzare un involucro 2 comprimibile e schiacciabile realizzabile in materiale plastico termoformabile di costo limitato.

La fase di iniezione e la fase di erogazione in questo caso coincidono giacché mentre il fluido F è iniettato e fuoriesce nella cavità 5 attraverso le aperture di efflusso 211, il prodotto finale B ottenuto dalla percolazione fuoriesce dalla cavità attraverso le aperture di erogazione 218. Si noti che l’ugello 207 funge da filtro, consentendo la fuoriuscita del prodotto finale B direttamente erogato nel contenitore di fruizione e trattenendo all’interno della capsula il prodotto iniziale percolato.

Un metodo per produrre il prodotto finale B utilizzando, in una macchina erogatrice automatica, la variante di capsula sopra descritta, comprende le fasi di:

- comprimere e schiacciare l’involucro 2 per comprimere e compattare un prodotto iniziale P da percolare, in particolare polvere di caffè contenuto nella capsula;

- introdurre, in una fase di iniezione J, il fluido F all’interno della cavità 5 della capsula 1 attraverso la prima apertura 213, il primo condotto 214 e le aperture di efflusso 211 dell’ugello 207 in modo da far interagire, in particolare tramite percolazione, il fluido F con il prodotto iniziale P e realizzare il prodotto finale B;

- erogare il prodotto finale B direttamente in un contenitore di fruizione in una fase di erogazione E attraverso le aperture di erogazione 218, il secondo condotto 217 e la seconda apertura 216 dell’ugello 207, detto erogare comprendendo continuare ad iniettare il fluido F nella cavità 5 in modo da costringere il prodotto finale B a fuoriuscire per pressione dalla cavità 5 attraverso l’apertura di erogazione 218, il secondo condotto 217 e la seconda apertura 216.

La figura 7 illustra una variante della capsula 1 che differisce dalla capsula di figura 6 per l’ugello 307 che comprende una pluralità di aperture di efflusso 311 realizzate tra loro distanziate lungo la parete laterale longitudinale 310 sostanzialmente per l’intera lunghezza di quest’ultima, ed una pluralità di aperture di erogazione 318 realizzate tra loro distanziate lungo detta parete laterale longitudinale 310 e disposte solo in prossimità della prima estremità 308 ad una predefinita distanza H dalla parete di base 3 dell’involucro 2.

Tale capsula è particolarmente idonea all’impiego con un prodotto iniziale P da infusione. Le aperture di erogazione 318, opportunamente dimensionate, consentono la fuoriuscita del prodotto finale B, trattenendo e impedendo la fuoriuscita del prodotto iniziale P (es. foglie di tè) solo quando l’involucro 2 viene compresso e schiacciato, permettendo una fase di pre-infusione del prodotto iniziale compresa tra la fase di iniezione del fluido e la fase di erogazione. Più precisamente, il funzionamento o impiego di questa variante di capsula 1 dell’invenzione in una macchina erogatrice automatica prevede:

- una fase iniziale di schiacciamento parziale dell’involucro 2 per consentire all’ugello 307 di distaccare almeno parzialmente l’elemento di chiusura 139 e collegare così la cavità 5 con l’ambiente esterno;

- una fase di iniezione J in cui fluido F è immesso nella cavità 5 attraverso le aperture di efflusso 311 fino a raggiungere un livello H inferiore all’altezza delle aperture di erogazione 318;

- una fase di pre-infusione di durata variabile in funzione del prodotto iniziale P che consente di ottenere per infusione il prodotto finale (tè);

- una fase di erogazione in cui l’involucro 2 è compresso e schiacciato per consentire la fuoriuscita del prodotto finale B dalla capsula 1 attraverso le aperture di erogazione 311, il secondo condotto 317 e la seconda apertura 316 dell’ugello 307, direttamente nel contenitore di fruizione.

La figura 8 illustra un’altra variante della capsula 1 che differisce dalla forma di realizzazione illustrata nelle figure da 1 a 5, per l’ugello 407 che comprende una coppia di aperture di efflusso 411 contrapposte, in particolare sostanzialmente allineate, e realizzate sulla parete laterale longitudinale 410 in corrispondenza della prima estremità 408 dell’ugello 407, ed una coppia di aperture di erogazione 418 contrapposte, in particolare sostanzialmente allineate, e realizzate sulla parete laterale longitudinale 410 adiacenti alle aperture di efflusso 411, interposte tra queste ultime e la seconda estremità 409 ad una predefinita distanza dalla parete di base 3 dell’involucro 2. Le aperture di efflusso 411 sono in collegamento di flusso con la prima apertura 413 tramite il primo condotto 414, mentre le aperture di erogazione 418 sono in collegamento di flusso con la seconda apertura 416 tramite il secondo condotto 417. In questa variante, il primo condotto 414 ed il secondo condotto 417 sono sovrapposti e sostanzialmente allineati all’asse longitudinale X dell’ugello 407.

L’ugello 407 comprende, inoltre, un risalto anulare 425, disposto adiacente alle aperture di erogazione 418, tra queste ultime e la seconda estremità 409. Il risalto anulare 425 si protende radialmente dalla parete laterale longitudinale 410 ed è disposto per riscontrare la parete di base 3 ed impedire il completo schiacciamento dell’involucro 2 in modo da mantenere le aperture di efflusso 411 e le aperture di erogazione418 all’interno della capsula 1 per tutta la fase di erogazione.

Il risalto anulare 425 funge da fine corsa nello schiacciamento dell’involucro 2 ed impedisce la completa fuoriuscita dell’ugello 407 della capsula 1. Prove eseguite hanno mostrato che questa capsula è particolarmente idonea all’impiego con un prodotto iniziale P solubile, ad esempio una polvere solubile, oppure con un concentrato liquido, oppure con un prodotto iniziale P da infusione.

Il funzionamento o impiego di questa variante di capsula 1 dell’invenzione in una macchina erogatrice automatica prevede una fase iniziale di schiacciamento parziale dell’involucro 2 per consentire all’ugello 407 di distaccare almeno parzialmente l’elemento di chiusura 139 e collegare così la cavità 5 con l’ambiente esterno, attraverso l’apertura di erogazione 418, il secondo condotto 417 e la seconda apertura 416.

Nella fase di iniezione J il fluido F viene introdotto nella cavità 5 attraverso le aperture di efflusso 411 in modo da interagire con il prodotto iniziale P. In una fase iniziale di miscelazione del fluido F con il prodotto iniziale P, la distanza delle aperture di erogazione 418 dalla parete di base 3 impedisce la fuoriuscita di fluido e prodotto non perfettamente solubilizzati e/o diluiti e/o infusi. La fase di erogazione inizia quando il prodotto finale B già solubilizzato, diluito e/o infuso raggiunge l’altezza delle aperture di erogazione 418.

Nel caso in cui sia presente un prodotto da infusione, può essere prevista una fase di preinfusione o sosta di durata variabile in funzione del prodotto iniziale P che consente di ottenere per infusione il prodotto finale (tè).

A questo punto l’involucro 2 può essere compresso e schiacciato per consentire la fuoriuscita del prodotto finale B. Grazie alla configurazione dell’ugello 407, anche durante lo schiacciamento dell’involucro 2 (e al termine dello schiacciamento in virtù del risalto anulare 425) è possibile continuare ad immettere fluido F all’interno della cavità 5 attraverso le aperture di immissione 411 in modo continuare a solubilizzare e/o diluire il prodotto iniziale P. Il risalto anulare 425, che funge da fine corsa per lo schiacciamento dell’involucro 2, assicura che l’erogazione ossia la fuoriuscita del prodotto finale B dalla capsula 1 avvenga sempre attraverso la seconda apertura 416 dell’ugello 407.

La figura 9 illustra un’ulteriore variante della capsula 1 che differisce dalla capsula di figura 8 per l’ugello 507 che comprende una coppia di aperture di efflusso 511 disposte contrapposte in corrispondenza della prima estremità 508 dell’ugello 507 ed inclinate, ad esempio di un angolo compreso in un intervallo da 20° a 45°e preferibilmente 30° rispetto alla parete laterale longitudinale 510, in modo da dirigere rispettivi getti di fluido F verso la parete di base 3. L’ugello 507 comprende, inoltre, una pluralità di aperture di erogazione 518 realizzate tra loro distanziate e contrapposte lungo la parete laterale longitudinale 510 per un tratto limitato e interposto tra le aperture di efflusso 511 e la parete di base 3. Le aperture di efflusso 511 sono in collegamento di flusso con la prima apertura 513 tramite il primo condotto 514, mentre le aperture di erogazione 518 sono in collegamento di flusso con la seconda apertura 516 tramite il secondo condotto 517. Il primo condotto 514 ed il secondo condotto 517 sono sovrapposti e sostanzialmente allineati all’asse longitudinale X dell’ugello 507.

Il risalto anulare 525, disposto adiacente alle aperture di erogazione 518, tra queste ultime e la seconda estremità 509 funge da fine corsa nello schiacciamento dell’involucro 2 ed impedisce la completa fuoriuscita dell’ugello 507 della capsula 1.

Un ulteriore risalto anulare 525a, disposto ad una distanza dalla flangia esterna 109a compresa in un intervallo da 6 a 8 mm, preferibilmente 7 mm, funge da fine corsa intermedio nella fase iniziale di schiacciamento parziale dell’involucro 2 per consentire all’ugello 507 di distaccare almeno parzialmente l’elemento di chiusura 139, mantenendolo in posizione durante una fase di sosta di durata variabile come ad esempio la miscelazione e/o la pre-infusione.

Si aggiunge che tale ulteriore risalto anulare 525a potrebbe essere vantaggiosamente applicato anche alle varianti della capsula 1 dell’invenzione illustrate nelle rimanenti figure e non solo nella variante di figura 9.

Il funzionamento o utilizzo di questa variante di capsula 1 è sostanzialmente analogo a quello della capsula di figura 8. Le aperture di efflusso 511 inclinate consentono di dirigere meglio il fluido F contro il prodotto iniziale P giacente sulla parete di base 3 in modo da muoverlo, mescolarlo, scioglierlo più facilmente oppure estrarre le caratteristiche aromatiche dei prodotti da infusione. L’erogazione del prodotto finale B è agevolata dalle numerose aperture di erogazione 518.

Prove eseguite hanno mostrato che questa variante di capsula è particolarmente indicata per prodotti iniziali comprendenti polveri solubili, liofilizzati, concentrati liquidi oppure con un prodotto iniziale P da infusione.

La figura 10 illustra un’ulteriore variante della capsula 1 che differisce dalla capsula di figura 8 per l’ugello 607 che comprende un’apertura di efflusso 611 ed un’apertura di erogazione 618 disposte sostanzialmente contrapposte in corrispondenza della prima estremità 608, sostanzialmente allineate ed ortogonali alla parete laterale longitudinale 610. L’apertura di efflusso 611 è in collegamento di flusso con la prima apertura 613 tramite il primo condotto 614, mentre l’apertura di erogazione 618 è in collegamento di flusso con la seconda apertura 616 tramite il secondo condotto 617. Il primo condotto 614 ed il secondo condotto 617 sono sovrapposti e sostanzialmente allineati all’asse longitudinale X dell’ugello 607. Il risalto anulare 625, disposto adiacente alle aperture di efflusso 611 e di erogazione 618, tra queste ultime e la seconda estremità 609 funge da fine corsa nello schiacciamento dell’involucro 2 ed impedisce la completa fuoriuscita dell’ugello 607 della capsula 1.

Il funzionamento o utilizzo di questa variante di capsula 1 è sostanzialmente analogo a quello della capsula di figura 8.

Prove eseguite hanno mostrato che tale variante di capsula è particolarmente indicata per prodotti iniziali comprendenti concentrati liquidi.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Capsula, comprendente: - un involucro (2) deformabile e/o schiacciabile provvisto di una parete di base (3) e di una parete laterale (4) definenti una cavità (5) atta a contenere un prodotto iniziale (P) da unire ad un fluido (F) per realizzare un prodotto finale (B); - un ugello (107; 207; 307; 407; 507; 607) associato a detto involucro (2) e comprendente una parete laterale longitudinale (110; 210; 310; 410; 510; 610) e una prima estremità (108; 208; 308; 408; 508; 608) provvista di una prima apertura (113; 213; 313; 413; 513; 613) atta ad impegnarsi con mezzi di iniezione di detto fluido (F) di una macchina erogatrice, detta parete laterale longitudinale (110; 210; 310; 410; 510; 610) essendo provvista di almeno un’apertura di efflusso (111; 211; 311; 411; 511; 611) connessa tramite un primo condotto (114; 214; 314; 414; 514; 614) a detta prima apertura (113; 213; 313; 413; 513; 613) per immettere detto fluido (F) in detta cavità (5) in una fase di iniezione (J); - detto ugello (107; 207; 307; 407; 507; 607) comprendendo almeno un’apertura di erogazione (118; 218; 318; 418; 518; 618) realizzata lungo detta parete laterale longitudinale (110; 210; 310; 410; 510; 610) ed una seconda estremità (109; 209; 309; 409; 509; 609) opposta a detta prima estremità (108; 208; 308; 408; 508; 608), fuoriuscente da detta cavità (5) attraverso un’apertura di uscita (31) in detta parete di base (3) e provvista di una seconda apertura (116; 216; 316; 416; 516; 616) connessa tramite un secondo condotto (117; 217; 317; 417; 517; 617) a detta apertura di erogazione (118; 218; 318; 418; 518; 618) per consentire a detto prodotto finale (B) di uscire da detta cavità (5) ed essere erogato direttamente in un contenitore di fruizione in una fase di erogazione (E) caratterizzato dal fatto di comprendere - un elemento di chiusura (139) fissato in modo removibile ad una superficie esterna di detta parete di base (3) in modo da chiudere ermeticamente almeno detta seconda apertura (116) e detta cavità (5).
2. 2. Capsula secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento di chiusura (139) comprende un bordo di unione (139a), detto bordo di unione (139a) essendo fissato per un primo tratto (239a) a detta superficie esterna di detta parete di base (3) mediante una saldatura bloccante e per un secondo tratto (239b) mediante una saldatura pelabile, detta saldatura bloccante necessitando di una forza maggiore rispetto a detta saldatura pelabile per distaccare detto bordo di unione (139a) da detta parete di base (3), in modo da promuovere detto distacco di detto secondo tratto (239b) prima di detto distacco di primo tratto (239a).
3. 3. Capsula secondo la rivendicazione 2, in cui detto primo tratto (239a) si estende in un primo intervallo angolare compreso tra 80° e 110°, in particolare preferibilmente 100°, e detto secondo tratto (239b) si estende in un secondo intervallo angolare esplementare a detto primo intervallo angolare, detto primo tratto (239a) e detto secondo tratto (239b) estendentesi per l’intero bordo di unione (139a).
4. 4. Capsula secondo la rivendicazione 2, oppure 3, in cui detto secondo tratto (239b) comprende mezzi promotori di distacco comprendenti almeno una porzione di distacco (240) in corrispondenza della quale detto secondo tratto (239b) ha forma sostanzialmente a “V”, o a cuneo, per agevolare una graduale e progressiva separazione del bordo di unione (139a) dalla parete di base (3).
5. 5. Capsula secondo la rivendicazione 4, in cui detto primo tratto (239a) è privo di detti mezzi promotori di distacco.
6. 6. Capsula secondo la rivendicazione 4, oppure 5, in cui detti mezzi promotori di distacco comprendono una pluralità di porzioni di distacco (240) angolarmente equispaziate in detto secondo tratto (239b).
7. 7. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento di chiusura (139) comprende una linguetta allungata (139b) estendentesi verso l’esterno da una porzione di collegamento del bordo di unione (139a) che si sviluppa da detto primo tratto (239a).