MX2011006185A - Sistema de preparacion de alimento liquido para preparar un alimento liquido por centrifugacion. - Google Patents

Abstract

Sistema de preparación de alimento líquido para preparar un alimento líquido de una sustancia alimenticia que comprende un dispositivo y una cápsula removiblemente insertable en el dispositivo, mediante el paso de agua mediante la sustancia en la cápsula, que comprende una cabezal inyector de agua para inyectar agua en la cápsula y un sujetador de cápsula para mantener la cápsula en el dispositivo. medios para impulsar la cápsula en centrifugación, medios de perforación que se configuran relativo a la cápsula en el dispositivo para abrir salidas en la periferia de la cápsula, una cápsula que comprende una membrana perforable de entrega, en donde dicho medio de perforación, es propio para que se enganche mediante la membrana para formar con la membrana perforada un medio de filtración para retener las partículas sólidas en la cápsula y orificios en la membrana para permitir que el líquido centrifugado abandone la cápsula.

Description

SISTEMA DE PREPARACIÓN DE ALIMENTO LÍQUIDO PARA PREPARAR UN ALIMENTO LÍQUIDO POR CENTRIFUGACIÓN CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un sistema de cápsula y un método para preparar un líquido alimenticio de una sustancia alimenticia contenida en un recipiente mediante el paso de agua a través de la sustancia utilizando fuerzas centrífugas.

ANTECEDENTES Se sabe que para preparar bebidas en donde una mezcla que consiste de café preparado y el polvo de café se separa con fuerzas de centrifugación. Dicha mezcla se obtiene juntando agua caliente y polvo de café durante un tiempo definido. El agua caliente se manda mediante una pantalla, en la cual está presente el material de polvo de pantalla.

Los sistemas existentes consisten en colocar el polvo de café en un recipiente que generalmente es parte no removible de una máquina como en EP 0367 600B1 . Dichos dispositivos tienen muchas desventajas. En primer lugar, el polvo del café se debe dosificar adecuadamente en el recipiente de manera manual. En segundo lugar, el desperdicio del café centrifugado se vuelve seco y debe removerse desechándose la superficie del recipiente. Como resultado, la preparación del café requiere de mucho manejo manual y consume demasiado tiempo. Usualmente, la frescura del café también puede variar mucho y esto puede impactar en la calidad de la taza porque el café viene generalmente de un paquete de volumen o el café está molido de granos en sí en el recipiente.

Asimismo, dependiendo de la dosificación manual del café y las condiciones de preparado (por ejemplo, velocidad centrífuga, tamaño de recipiente) la calidad de la taza puede variar muchísimo.

Por lo tanto, estos sistemas nunca han alcanzado un éxito comercial importante.

En la aplicación de patente alemana DE 102005007852, la máquina comprende un soporte removible en el cual una parte en forma de taza abierta del recipiente se coloca; la otra parte o tapa se une a un eje de mando de la máquina. Sin embargo, una desventaja es el manejo manual intensivo. Otra desventaja es la dificultad para controlar la cualidad del café debido a la falta del control para la dosificación del polvo y la falta de control de la frescura del polvo del café.

Otros dispositivos para preparar café mediante fuerzas centrífugas se describen en WO 2006/1 12691 ; EP0367600; GB2253336; FR2686007; EP0749713; DE4240429; EP0651963; FR2726988; DE4439252; EP0367600; FR2132310; FR2513106; FR2487661 ; DE3529053; FR2535597; WO2007/041954; DE3529204; DE3719962; FR2685186; DE3241606 y US-A-4545296.

Sin embargo, el efecto de las fuerzas centrífugas para preparar café o preparar otras sustancias alimenticias presenta muchas ventajas comparado con los métodos de preparación normal utilizando bombas de presión, Por ejemplo, en los métodos de preparación café tipo "espresso", es muy difícil dominar todos los parámetros con influencia la cualidad de extracción de extracto de café entregado. Estos parámetros son típicamente la presión, el flujo que disminuye con la presión, la concentración del polvo de café que también influye las características del flujo y el cual depende del tamaño de partícula molida de café, la temperatura, la distribución del flujo de agua y así sucesivamente.

Por lo tanto, es necesario proponer un nuevo sistema y método de cápsula adaptado por consiguiente por el cual los parámetros de extracción pueden ser mejor y más controlados independientemente para controlar la cualidad del líquido alimenticio entregado.

Al mismo tiempo, existe una necesidad por una manera de preparar un líquido alimenticio que es más conveniente comparado con el dispositivo centrífugo de preparación de café de la técnica previa, en particular una solución que no requiere el fastidio de remover el desperdicio de café del recipiente de centrifugación. Por lo tanto, la presente invención se relaciona con un sistema de preparación de alimento líquido para preparar un alimento líquido de una sustancia alimenticia que comprende un dispositivo y una cápsula insertable de manera móvil en el dispositivo, pasando el agua mediante la sustancia en la cápsula, que comprende una cabezal de inyección de agua para inyectar aguar en la cápsula y un soporte de cápsula para mantener la cápsula en el dispositivo, medios para impulsar la cápsula en la centrifugación, miembros de perforación que se configuran relativo a la cápsula en el dispositivo para abrir salidas en la periferia de la cápsula, una cápsula que comprende una membrana de extracción perforable, en donde los medios de perforación, son apropiados para que se acoplen en la perforación a través de la membrana para formar con la membrana perforada un medio de filtración para retener las partículas sólidas en la cápsula y orificios en la membrana para permitir que el líquido centrifugado abandone la cápsula.

La invención también se relaciona con un método para preparar un líquido alimenticio de una sustancia alimenticia contenida en una cápsula de un solo uso mediante el paso del líquido a través de la sustancia que comprende: impulsar la cápsula en la rotación centrífuga mientras se introduce el líquido en el centro de la cápsula, pasar el líquido a través de la sustancia por efecto de centrifugación para formar un líquido alimenticio centrifugado, entregar el líquido alimenticio centrifugado de la cápsula, en donde comprende perforar una membrana de la cápsula mediante medios de perforación, mantener los miembros perforadores en el acoplamiento de perforación mediante la membrana durante la centrifugación para filtrar selectivamente el líquido centrifugado que sale de las partículas sólidas contenidas en la cápsula.

El término "partículas sólidas" significa partículas sólidas de la sustancia contenida en la cápsula que es insoluble considerablemente en el líquido y/o en parte o totalmente reducido drásticamente de sus compuestos solubles o son solubles totalmente pero todavía en un estado sólido en la cápsula antes del final de la preparación de la bebida.

De acuerdo con un efecto sorpresivo de la invención, la cápsula no puede tener un filtro colocado dentro de su volumen interno para prevenir que las partículas sólidas abandonen la cápsula.

Por lo tanto, los medios de filtración pueden formarse por los orificios proporcionados entre el miembro perforador en acoplamiento a través de la membrana y los bordes de las perforaciones proporcionadas en la membrana.

Debido al efecto centrífugo, las partículas sólidas que permanecen en la cápsula pueden formar una masa compacta de partículas sólidas en la periferia de la cápsula por lo tanto evitando una cantidad considerable de partículas perdidas para pasar a través de los orificios creados en la membrana. Asimismo, el tamaño de los orificios puede controlarse para asegurar un efecto de filtración eficiente en la interface entre los medios de perforación y la membrana.

De acuerdo con otro aspecto, el dispositivo comprende una placa giratoria y los medios de perforación comprenden una multitud de proyecciones preferentemente puntiagudas, las proyecciones que se extienden de la superficie de la placa de cubierta giratoria en la cápsula cuando la cápsula se inserta en el dispositivo.

Más preferentemente, cada proyección individual tiene una sección que afila progresivamente desde una base más larga a por lo menos uno o más punta(s) de perforación de la proyección y la proyección que comprende por lo menos dos superficies de corte delimitadas por al menos una línea de borde. Este perfil de la proyección asegura una perforación de la membrana y un control del tamaño de los orificios. En particular, un rasgamiento controlado de la membrana puede ocurrir en la línea de borde formando de esta manera un orificio de tamaño repetible.

El número de proyecciones debe ser suficiente para llevar a cado un flujo consistente de la bebida fuera de la cápsula. Más preferentemente, el dispositivo comprende por lo menos diez proyecciones puntiagudas o más que se distribuyen a lo largo de un área periférica de la membrana cuando la cápsula se inserta en el dispositivo. Más preferentemente, el número de proyecciones se comprende entre 10 y 100, más preferentemente entre 20 y 50.

Los medios perforadores pueden comprender proyecciones puntiagudas convenientes para formar perforaciones individuales en la membrana que tiene una sección cruzada que es más larga que la sección cruzada de dichas proyecciones en la base de perforaciones cuando las proyecciones se engranan en la perforación con la membrana. Más particularmente, cada proyección de perforación individual tiene una sección cruzada más amplia que forma por lo menos una línea cóncava en la vista de corte transversal de la sección. Por lo tanto, esto asegura que por lo menos un orificio puede definirse entre las proyecciones y la membrana puede obtenerse, como el resultado de la perforación hecha mediante la membrana. En un modo preferido, cada proyección de perforación individual tiene superficies de corte considerablemente triangulares y/o trapezoidales. En un modo, el elemento de perforación tiene dos ápices formados de superficies triangulares y trapezoidales que se unen uno con otro de la base en las líneas de borde.

Cada proyección de perforación individual tiene preferentemente una sección cruzada poligonal con por lo menos dos segmentos que se interceptan dentro del polígono (es decir, por lo tanto los dos segmentos que forman una línea cóncava). Por ejemplo, la sección cruzada puede parecerse a una carta escogida entre las combinaciones C, M, S, T, V, X, W, Y,?, Z y combinaciones de las mismas. Por supuesto, otras formas son posibles en la inteligencia que una se pueda formar una línea cóncava, como se define en la parte superior, de manera que una perforación más larga que la sección de la proyección se proporciona mediante la membrana que permite que por lo menos un orificio esté a la izquierda para el líquido descargado.

En otro aspecto del sistema de producción de bebida, una válvula de restricción de flujo puede colocarse corriente abajo de los medios perforadores. Preferentemente, la válvula de restricción de flujo se abre como resultado de la presión ejercida por el líquido centrifugado fuera de la cápsula. La válvula de restricción de flujo permite por el mismo mantener un nivel de presión mínimo en la cápsula forzando la presión del líquido para elevar la corriente arriba de la válvula. Debido a la válvula, el líquido centrifugado se mantiene más tiempo en contacto con los ingredientes alimenticios y la cualidad de extracción puede mejorarse en gran parte. La válvula también permite regular el flujo del líquido descargado por una selección de la velocidad giratoria de los medios de mando.

Además, la válvula de restricción de flujo puede comprender un anillo anular, preferentemente continuo que aplica una presión de cierre en la cápsula.

En un modo posible, el anillo anular se forma en la placa de cubierta giratoria. El borde periférico de la cápsula puede formar un borde tipo pestaña en el cual el anillo anular proporciona una presión de cierre.

En otro modo, el anillo anular se forma en la cápsula. En particular, la cápsula comprende un borde tipo pestaña con una proyección anular que forma por lo menos una barrera de cierre de los medios de válvula. La proyección anular puede tener un forma tipo U o tipo V invertidas que sobresale de un borde anular considerablemente plano. La proyección anular tiene preferentemente un grosor comprendido entre 0.3 y 3.0 mm, más preferentemente entre 0.45 y 1 mm. En un modo más específico no limitante, la proyección se forma por un relieve en el borde tipo pestaña, es decir, una indentación anular en el lado inferior del borde tipo pestaña y una proyección anular en el lado superior del borde tipo pestaña. La proyección puede formarse grabando en relieve como durante la operación de mando profunda del cuerpo de la cápsula cuando la cápsula se produce.

De acuerdo con un modo particular de la cápsula, la cápsula comprende un cuerpo con forma de taza con una ampliación de la pared lateral en la dirección de la membrana. La ampliación de la pared lateral promueve el flujo del líquido centrifugado hacia las salidas de la cápsula. En un modo preferido, la pared lateral de ampliación forma un ángulo entre 50 y 80 grados, más preferentemente de aproximadamente 60 +/- 5 grados relativo al plano de la membrana. Preferentemente, la pared lateral forma un tronco de cono.

En otro aspecto, el dispositivo comprende un inyector de agua colocado para introducir líquido en la cápsula. En particular, el inyector de agua puede ser una aguja hueca. El inyector de agua se ubica preferentemente a lo largo de la línea de centro giratoria de la cápsula. En dicha configuración, la membrana de la cápsula puede llevarse a cabo por el inyector de agua para introducir una porción del inyector e inyectar el líquido en la cápsula.

La cápsula puede comprender una sustancia que es extraíble o se disuelve en un líquido, por ejemplo, café de grano o soluble, por ejemplo, polvo lácteo. En particular la sustancia puede escogerse entre el café de grano, café instantáneo, chocolate, polvo de cocoa, té de hojas, té instantáneo, té de hierbas, un sustituto de crema/sustituto de leche, una composición nutritiva (por ejemplo, fórmula de niños), fruta deshidratada o planta, polvo culinario y combinaciones de los mismos.

La invención también puede comprender el dispositivo según se tomá independientemente con las características antes descritas.

La invención también se relaciona con un dispositivo de preparación alimenticia líquida para preparar un alimento líquido de una sustancia alimenticia contenida en una cápsula insertable de manera móvil en el dispositivo, pasando el agua mediante la sustancia en la cápsula, dicho dispositivo comprendiendo una cabezal inyector de agua para inyectar agua en la cápsula y un sujetador de cápsula para mantener la cápsula en el dispositivo. medios para impulsar la cápsula en centrifugación, medios de perforación que se configuran relativo a la cápsula en el dispositivo para abrir salidas en la periferia de la cápsula, en donde dichos medios de perforación comprenden miembros de perforación de diferentes alturas.

El problema que se resuelve por el presente dispositivo es básicamente permitir perforar la cápsula, por ejemplo, una membrana de ésta, por un número suficiente de perforaciones individuales que proporcionar un flujo suficiente de líquido o bebidas que abandonen la cápsula mientras se disminuye la fuerza de perforación. De hecho, un problema es que muchos miembros perforadores proporcionan el efecto "faquir" que hace que la cabeza sea demasiado difícil de cerrar contra la cápsula. Como resultado, la cápsula, por ejemplo, membrana superior, no se perfora correctamente. Mediante la proporción de miembros perforadores de diferentes alturas, la cápsula se perfora progresivamente y la fuerza de cierre se reduce por consiguiente.

Más preferentemente, los miembros perforadores tienen por lo menos dos diferentes alturas.

Los medios de perforación comprenden preferentemente una primer serie de miembros perforadores primeros y una segunda serie de miembros perforadores segundos. La primera y segunda serie contribuye para proporcionar una abertura suficiente en la cápsula que pueda proporcionar alto flujo de bebida, por ejemplo, aproximadamente 5 mL por segundos o más.

La primera serie de miembros de perforación y la segunda serie de miembros de perforación se contrarrestan relativo a unas con otras en la dirección radial. Una vez más, esta distribución particular contribuye a facilitar el flujo de bebidas centrifugadas que viene fuera de la cápsula.

En el modo preferido, el primer y segundo miembro de perforación sobresale de la superficie superior de una parte giratoria de la cabeza en la periferia de dicha parte. La parte giratoria se realiza además preferentemente de una primer parte más externa y una segunda parte más externa, en donde dicha parte más extema comprende medios de perforación y la parte más externa comprende el anillo de cierre anular. La ventaja es aquí que las fuerzas de perforación está hecha independiente de las fuerzas de restricción creada corriente abajo de la cápsula. Como resultado, la restricción creada por los medios de válvula es controlada mejor y no se perturba por las fuerzas de cierre de los medios de ejecución en la cápsula. Asimismo, los medios de ejecución permanecen en lugar sin importar la posición (por ejemplo, abierto o cerrado) o de los medios de válvula durante la operación de elaboración centrífuga.

En general, los miembros perforadores también pueden ser conos o pirámides truncados.

Los miembros perforadores también pueden tener una base poligonal como pentagonal, hexagonal u octagonal. El miembro de perforación también puede tener una forma de perforación cruciforme.

Con el fin de facilitar la perforación de la cápsula, el miembro de perforación puede formar un perfil asimétrico en donde sus bordes de corte forman un ángulo o una línea de curvatura que no es la misma en por lo menos una superficie del miembro.

Además, por razones de seguridad, los miembros perforadores pueden ser retractables en la cabezal de inyección que se va a esconder por una pared de blindaje cuando se abre la cabeza.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Las características adicionales de la invención aparecerán en la descripción detallada de las figuras las cuales son las siguientes: La Fig. 1 es una vista en perspectiva superior de una cápsula sellada del sistema de acuerdo con la invención: La Fig. 2 es una vista en perspectiva inferior de la cápsula de la Fig. 1 ; La Fig. 3 es una vista en perspectiva del dispositivo de producción de bebidas de la invención; La Fig. 4 es una vista seccional cruzada de un dispositivo de producción de bebida con una cápsula interna; La Fig. 5 es una vista seccional cruzada detalla de la vista de la Fig. 4; La Fig. 6 es una vista inferior detallada de un detalle del dispositivo de producción de bebida; La Fig. 7 es una vista en perspectiva del sistema de producción de bebida de la invención que incluye una variante de la cápsula; La Fig. 8 es una vista alargada del sistema de producción de bebidas de la Fig. 7; La Fig. 9 es una vista inferior de la parte giratoria del dispositivo de producción de bebidas de las Figs. 7 y 8; La Fig. 10 es una vista detallada de la parte de la Fig. 9; La Fig. 1 1 es una variante posible de la parte de cubierta del dispositivo que muestra un diseño diferente de los elementos de perforación; La Fig. 12 ilustra la perforación de la membrana por el elemento de perforación de la Fig. 1 1 ; La Fig. 13 ilustra una parte giratoria del dispositivo de producción de bebida de acuerdo con una segunda variante que muestra otro diseño de los elementos de perforación; La Fig. 14 ilustra una vista detallada de la parte de la Fig. 13; La Fig. 15 ilustra una vista alargada de la Fig. 14.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Como se muestra en la figuras 1 y 2, una cápsula 1 de un solo uso de la invención generalmente comprende un cuerpo 2 cóncavo en el cual se sella una membrana perforable 3. La membrana 3 es sellada en un borde 4 periférico del cuerpo en una porción 5 anular selladora. El borde 4 puede extenderse hacia afuera formando una pequeña porción selladora anular de entre aproximadamente 2-5 mm. El cuerpo cóncavo comprende una pared inferior 6 y una pared lateral 7 que se amplia preferentemente en dirección del extremo abierto largo del cuerpo opuesto a la pared inferior. El cuerpo cóncavo es rígido preferentemente o semi-rígido. Puede formarse de un plástico de grado alimenticio, por ejemplo, polipropileno, con una capa de barrera de gas como EVOH y similares o aleación de aluminio o una lámina de plástico y aleación de aluminio. La membrana 3 puede realizarse de un material más delgado como película de plástico también incluyendo una capa de barrera o aleación de aluminio o una combinación de plástico y aleación de aluminio. La membrana es usualmente de un grosor entre 20 y 50 micrones, por ejemplo. El miembro de hoja selladora se perfora para crear la entrada del agua y la salida(s) de la bebida como se describirá más adelante en la descripción.

Preferentemente, la cápsula forma una simetría de revolución alrededor de un eje central A. Sin embargo, debe observarse que la cápsula puede no tener necesariamente una sección circular alrededor del eje A pero puede tomar otra forma como un cuadrado, un rectángulo u otra forma poligonal.

Una primer modalidad de un sistema que incluye una cápsula de la invención y dispositivo de preparación de bebida se ilustra en las figuras 3 a la 6 y se describe ahora.

El sistema comprende una cápsula 1 como se mencionó anteriormente y un dispositivo de preparación de bebidas 23. El dispositivo tiene un módulo 24 donde una cápsula puede insertarse. La cápsula contiene un sustancia alimenticia para que sea elaborada y la cápsula se remueve del módulo después de utilizarlo para desecharse (por ejemplo, para el desperdicio o reciclaje de materiales naturales orgánicos o inorgánicos) El módulo 24 está en comunicación de fluido con un suministro de agua como recipiente de agua 25. Un medio de transporte de fluidos como la bomba 26 se proporciona en el circuito de fluido 27 entre el módulo y el suministro de agua. Un calentador de agua 28 se proporciona adicionalmente al agua caliente en el circuito de fluido antes que el agua entre al módulo. El calentador de agua puede insertarse en el circuito de fluido para calentar el agua fresca que viene del recipiente. Alternativamente, el calentador de agua puede colocarse en el recipiente de agua por sí mismo que en dicho caso convierte una caldera de agua. Por supuesto, del agua puede también tomarse directamente de un suministro de agua doméstica mediante una conexión de agua. El dispositivo puede comprender además los medios de control y los medios de activación para activar el método de preparación de bebida (no ilustrado).

El agua puede alimentarse en el módulo 24 a presión baja o incluso a presión de gravedad. Por ejemplo, una presión de entre 0 y 2 de barra arriba de la presión atmosférica puede visualizarse en la entrada del agua del módulo. El agua a presión más alta que 2 barras también puede entregarse si una bomba de presión se utiliza como una bomba de pistón.

El módulo 24 de elaboración puede comprender dos sub-ensamblajes de encerramiento principales de cápsula 29, 30; que comprenden principalmente un sub-ensamblaje de inyección de agua o cabezal de inyección de agua y un sub-ensamblaje receptor de líquido que incluye una agarradera de cápsula. Los dos sub-ensamblajes forman los medios de posicionamiento y centrado para referenciar la cápsula en rotación en el dispositivo.

Los dos sub-ensamblajes cierran juntos para encerrar una cápsula en el mismo por ejemplo por un sistema 31 de conexión tipo bayoneta 31 o cualquier otro medio de cierre conveniente como un principio de cierre tipo quijada. El sub-ensamblaje receptor de líquido 30 comprende un conducto de líquido 32, por ejemplo, que sobresale en un lado del sub-ensamblaje para guiar el líquido centrifugado que viene fuera de la cápsula a para un recipiente de servicio como una copa o vaso. El conducto líquido está en comunicación con un receptor líquido 33 que forma una sección anular en forma tipo U o tipo V que rodea un soporte de cápsula formado por un tambor giratorio 34 en el cual la cápsula puede insertarse como se ilustró en la figura 4. El receptor de líquido 33 define una cavidad colectora 63 para la recolección del líquido como se explica más adelante en la descripción. Debajo del sub-ensamblaje receptor de líquido 30, se colocan medios para impulsar el tambor receptor de cápsula 34 en rotación dentro del sub-ensamblaje.

Los medios impulsores comprenden preferentemente un motor giratorio 40 que puede proporcionarse de electricidad o energía de gas.

El sub-ensamblaje de inyección de agua comprende un lado de entrada de agua que comprende una entrada de agua 35 que comunica la corriente arriba con el circuito 27 de fluido de agua.

El tambor giratorio 34 está configurado como de un sujetador hueco de cápsula con una cavidad interna 36 complementaria formada para recibir la cápsula. El tambor giratorio 34 se prolonga por sí mismo axialmente mediante un eje giratorio 37 que se mantiene en relación giratoria relativa a una base externa 38 del receptor de líquido 33 por medios de guía giratorios 39 tipo cojinete de bolas o cojinete de aguja. Por lo tanto, el tambor giratorio se diseña para girar alrededor de un eje mediano I mientras que la base externa 38 del receptor se fija relativa al dispositivo. Un embrague mecánico puede colocarse en la interface entre el eje giratorio 37 del tambor y el eje 42 del motor 40.

Considerando el sub-ensamblaje 29 de inyección del agua, este comprende un inyector 45 de agua colocado centralmente que se fija relativo al eje longitudinal I del dispositivo. El inyector de agua comprende un miembro 46 tubular central para transportar agua de la entrada 35 a una salida de agua 47 que está destinada a sobresalir dentro del recinto 14 de la cápsula. El miembro tubular central se extiende mediante una aguja hueca 90 para introducir en la cápsula e inyectar líquido en el mismo. Para esto, la salida del agua está asociada por medios perforadores tal como una punta 48 tubular puntiaguda que puede crear un orificio punzonado mediante la tapa de membrana 3 de la cápsula.

Alrededor del inyector de agua se monta una parte de engranaje giratorio o parte de cubierta 49. La parte de engranaje 49 tiene una perforación central para recibir el inyector de agua y medios de guía giratorio tal como un cojinete de bolas o aguja 50 insertado entre la parte 49 y el inyector 45. Un medio sellador 89 está colocado entre el cojinete de bolas 50 y la aguja de inyección 90 para impedir el ingreso de líquido de la cápsula dentro del cojinete.

El sub-ensamble 29 de engranaje de cápsula puede comprender además una porción tubular de falda 62 que sobresale en la cámara anular interna 63 del sub-ensamblaje receptor de líquido 30 cuando los dos sub-ensamblajes se cierran relativamente uno con otro en una cápsula. Esta porción tubular de falda 62 forma una pared de impacto para el líquido centrifugado que sale de la cápsula centrifugada. Esta porción 62 se fija preferentemente en el sub-ensamblaje 29. El sub-ensamblaje además comprende una porción de manejo 64 para facilitar la conexión en el sub-ensamblaje receptor de líquido 30. Esta porción 64 de manejo puede tener una superficie periférica moleteada para manejo. La porción de manejo puede fijarse en la base fija del sub-ensamblaje 29 por los tornillos 67.

Esta porción por supuesto puede reemplazarse por un mecanismo de palanca o un medio de manejo similar.

De acuerdo con un aspecto importante de la invención, la parte de engranaje giratoria comprende los miembros perforadores 53 ubicados en la periferia de la parte. Los miembros perforadores se colocan para perforar la membrana 3 de la cápsula en su periferia, más particularmente, en una región periférica de la membrana 3 superior de la cápsula. Más particularmente, los miembros perforadores se forman de proyecciones puntiagudas que sobresalen de la superficie inferior de la parte de engranaje. La membrana se perfora preferentemente, cuando el ensamblaje 29 de inyección de agua se mueve relativo a la cápsula, cuando la cápsula está en lugar en el tambor 34 del sub-ensamblaje inferior 30, durante el cierre del dispositivo, es decir, de los dos sub-ensamblajes 29, 30, en la cápsula.

Los elementos perforadores se distribuyen preferentemente a lo largo de un camino circular de la parte.

En un modo preferido, los miembros perforadores 53 son sólido (es decir, no atravesados por un conducto de suministro de líquido) en la boquilla.

Los medios de válvula 51 se proporcionan en el sistema en el camino de flujo de la corriente abajo de líquido centrifugado de los elementos perforadores. Los medios de válvula puede ser cualquier válvula conveniente que proporcione la abertura o alargamiento del camino de flujo cuando un umbral dado de presión de líquido se logra. Los medios de válvula son calibrados para abrirse en una presión dada. Por ejemplo, la presión de abertura se comprende entre 1 .5 a 4 barras, preferentemente de aproximadamente 2, de presión.

Los medios de válvula pueden tomar diversas formas como un anillo 52 de cierre que se puede orientar mediante un resorte como se ilustró en las Figs. 5 y 6 o una válvula elastomérica, por ejemplo, un septo de silicón.

En el modo preferido, como se ilustró, los medios de válvula comprenden una protrusión 52 que es parte de la parte 49 de cubierta de ensamblaje giratorio. La protrusión se extiende como un anillo anular en la periferia de la parte 49. La protrusión aplica una carga de cierre en el borde 4 tipo pestaña de la cápsula. La carga de cierre se obtiene por un sistema 70 de generación de carga que comprende un elemento 71 que se puede orientar mediante un resorte. El elemento 71 que se puede orientar mediante un resorte aplica una carga elástica en la placa 49 de cubierta giratoria. La carga distribuye primariamente en sí en la boquilla de la protrusión en forma de anillo 52 que actúa en el cierre contra el borde 4 tipo pestaña de la cápsula. Por lo tanto, la válvula cierra normalmente el camino de flujo para el líquido centrifugado hasta que la presión suficiente se ejerza en la protrusión 18 por el líquido centrifugado que sale mediante los orificios creados por los elementos perforadores. El líquido fluye por lo tanto entre la membrana 3 y la superficie 54 inferior de la parte 49 de cubierta giratoria y fuerza la válvula 52 para abrirse empujando la parte de cubierta total hacia arriba contra la fuerza del elemento 71 que se puede orientar mediante un resorte. El líquido centrifugado puede por lo tanto ejercerse a una velocidad alta en la superficie de impacto 62.

El sistema de generación de carga 70 puede hacerse ajustable como se ilustra en la Fig. 4 para controlar la presión de abertura de los medios de válvula. En particular, el sistema 70 puede comprender una base 55 en la cual se ajusta un primer extremo del elemento 71 que se puede orientar mediante un resorte. En el extremo opuesto del elemento 71 que se puede orientar mediante un resorte se fija, un miembro colindante 56 además conectado a un elemento de roscado 57. La base 55, el elemento 71 y el miembro colindante 56 se almacenan en un cuadro tubular 58. El elemento de roscado 57 y el cuadro tubular 58 forman juntos un medio actuador 72 que comprende una rosca 73 complementaria que permite reajustar la carga compresiva del elemento 71 que se puede orientar mediante un resorte en la parte dé engranaje 49.

Se debe observar que los medios elásticos para ejercer la carga en los medios de válvula puede diseñarse diferentemente. Por ejemplo, los medios elásticos, por ejemplo, un elemento de resorte o goma elástico, pueden asociarse directamente a una protrusión en forma de anillo de los medios de válvula. En otro modo, la protrusión en sí es elástica puede ser alojada, por ejemplo, recortada o sellada, en una concavidad en forma de anillo periférico de la parte 49 para formar los medios de válvula que actúan en la cápsula.

La Fig. 6 ilustra un posible diseño para las proyecciones de perforación 53 que sobresalen de la parte de cubierta 49 del dispositivo de producción de bebidas. El diseño de las proyecciones de perforación es tal que perfora un orificio en la membrana que es de sección cruzada más larga que la sección ensamblada del elemento de perforación. Como resultado, asegura que un orificio se define para el líquido para abandonar la cápsula cuando el elemento está en el ensamblaje en la membrana. En esta configuración particular, el elemento de perforación forma diversas superficies de corte 74, 75, 76, 77, 78 que forma un polígono tridimensional de perforación con dos ápices 82, 83. Por lo menos diversas superficies, en particular, las superficies 77, 78 son tales que forman una línea cóncava en sección cruzada del polígono. En el ejemplo ilustrado, las superficies 77, 78 forman una indentación triangular dirigida hacia adentro del polígono como se definió por la base triangular 80 del elemento. Por supuesto, las superficies 77, 78, pueden surgir junto o con las demás superficies 74-76 sin formar una línea de borde distinta sino más bien una superficie continuamente redondeada. Por ejemplo, las superficies 77, 78 pueden formar una sola superficie cóncava redonda. Dependiendo del material de la membrana, la membrana tiende a deformarse contra las superficies del elemento de perforación para cerrar más o menos los orificios perforados.

El orificio más largo que se crea especialmente por las superficies 77, 78 en la membrana permite que el gas se escape de la cápsula, cuando la cápsula se llena con líquido, es decir, agua caliente, por el inyector. Por lo tanto, la forma del elemento de ejecución también participa con la sensibilización del sistema durante el inicio de extracción. Como la membrana es suficientemente flexible para ajustar en las superficies del elemento de perforación, las partículas sólidas como partículas de café, pueden retenerse básicamente dentro de la cápsula . Por lo tanto, la forma y dimensiones de las superficies de corte 74-78 del elemento perforador, así como la elección de la membrana para la cápsula, puede seleccionarse para proporcionarse un compromiso óptimo en la restricción de flujo, la retención de partícula y el efecto de ventilación de gas. En particular, el aluminio o aleación de aluminio para la membrana proporcionan resultados notables ya que rasga de manera relativamente reproducible. Sin embargo, la membrana también puede ser un polímero(s) o una combinación del aluminio o sus aleaciones y polímeros. La membrana es preferentemente delgada de manera relativa con el fin de facilitar las perforaciones confiables en el dispositivo, en particular con las membranas hechas de polímero(s) suaves, y también para proporcionar la restricción relativa y efecto de retención. Más preferentemente, la membrana tiene un grosor de menos de 1 .0 mm, más preferentemente, menos de 200 micrones.

Las figs. de la 7 a la 10 se refieren a otra modalidad posible del sistema de producción de bebidas de la invención. Por motivos de simplicidad y para evitar repeticiones, las mismas referencias numéricas como para la modalidad antecesora se utilizan para diseñar los mismos medios técnicos. La diferencia esencial consiste en que la configuración particular de los medios de válvula 51 colocados corriente abajo de los elementos 53 de perforación. Los medios de válvula comprenden una porción de ensamblaje 8 de la cápsula que se proyecta del borde 4 tipo pestaña de la cápsula. Esta porción del ensamblaje forma una proyección que se extiende ascendentemente de la superficie 91 considerablemente plana del borde. La porción 8 puede formarse integralmente del borde tipo pestaña. En dicho caso, el cuerpo 2 de la cápsula que incluye el borde tipo pestaña se realiza de plásticos y/o aluminio. En el lado opuesto, los medios de válvula comprenden una superficie 83 de ensamblaje de la parte de cubierta giratoria 49. La superficie de ensamblaje puede comprender diversas formas que dependen de la forma particular de la proyección 8. En un modo preferido, la superficie de ensamblaje 83 es una superficie considerablemente plana como una superficie plana anular. La superficie de ensamblaje puede formarse como una porción rebajada anular de superficie en la periferia de la superficie inferior 54 de la parte 49 de cubierta permitiendo por el mismo que la base de los miembros de perforación sean inferiores que la base de proyección.

Se debe observar que la superficie de ensamblaje 83 puede tomar muchas formas diferentes exceptuando plana como cóncava o convexa.

Como se ilustró en las Figs. 9 y 10, la superficie inferior 54 de la parte de cubierta 49 comprende una serie de elementos perforadores o proyecciones 53 como se describió previamente siendo distribuidos en un modelo circular en una región periférica de la superficie. Cada elemento de perforación 53 producirá una perforación en la membrana superior de la cápsula y por lo tanto un paso de líquido centrífugo para abandonar la cápsula ensamblada en rotación. El número de elementos de perforación puede cambiase mediante la remoción de la placa de cubierta y reemplazándolo por una placa que tiene un número más alto de elementos perforadores. Preferentemente, la superficie puede comprender los medios de transmisión canalizada 84 formados por series de canales 85 proporcionados en la superficie 54 con el fin de asegurar que el espacio de flujo controlado entre la membrana y la parte de cubierta entre los elementos de perforación y los medios de válvula. Los canales 85 pueden formarse por elementos 86, 87 de relieve que forman medios de espaciamiento. Por ejemplo, una serie de elementos 87 de relieve puede proporcionarse entre los elementos perforadores para asegurar que la membrana no se colapsa entre los elementos perforadores que pueden hacer que el flujo de líquido se bloquee. Además, otra serie de elementos de relieve 86 puede colocarse en el camino de flujo entre los elementos de perforación 53 y los medios de válvula para asegurar además la presencia de canales entre la superficie 54 y el borde 4 tipo pestaña de la cápsula de manera que el flujo del líquido se canalice adecuadamente hacia los medios de válvula. Se debe observar que los medios de distanciamiento, es decir, una serie de elementos de relieve, para mantener un espacio de flujo puede formarse en el borde tipo pestaña de la cápsula. Por ejemplo, el borde tipo pestaña puede comprender una serie de proyecciones colocadas concéntricamente distribuidas hacia adentro relativas a la proyección 81 con forma de anillo (no ilustrado).

En otro modo de la invención, la proyección anular 81 en la superficie de la cápsula se forma por un elemento que se realiza de un material que es diferente del material del borde tipo pestaña. El elemento puede realizarse de un material elástico y no elástico. En particular, el elemento puede realizarse de plástico o puede ser un anillo O de hule que se sella en el borde tipo pestaña. El anillo puede, por ejemplo, sellarse mediante calentamiento o ultrasonidos o depositado como un líquido, por ejemplo, hule de silicón líquido (LSR) y permitido para endurecer en el borde. El elemento de proyección 81 también puede asociarse por otros medios para la cápsula como por un adhesivo o sujetándolo firmemente en una acanaladura anular de la cápsula.

Las Figs. 1 1 y 12 muestran una variante de la invención en la cual la superficie inferior 54 de la parte 49 de cubierta comprende proyecciones piramidales 53 que forman los elementos de perforación. Como en la modalidad previa, los medios canalizadores se proporcionan con elementos 87 de distanciamiento más pequeños que las proyecciones 53 y los canales 85 formados entre las proyecciones 56 y los elementos de distanciamiento 87. El elemento de distanciamiento tiene una superficie superior relativamente plana para mantener la membrana a una distancia de la superficie 54 inferior y por lo tanto para prevenir que la membrana entorpezca el flujo de la bebida.

Cada proyección 53 comprende, por ejemplo, tres o más superficies de corte que se unen en una punta 59. Por consiguiente, diversas líneas de borde 60, 61 , 62 se proporcionan para determinar las superficies de corte. Cuando la membrana se perfora por el elemento 53, uno puede observar que las áreas de rasgamiento 63, 65, 64, de la membrana se crean por consiguiente formando orificios para el flujo de bebidas que vienen fuera de la cápsula. La membrana puede escogerse para asegurar la mejor repetibilidad para el tamaño de orificios. En particular, las membranas de aluminio han escogido resultados notables aunque las membranas poliméricas no se excluyen del alcance de la invención.

Otro modo posible del dispositivo de la invención se ilustra en las figuras 13 a la 15. El dispositivo de preparación alimenticia líquida comprende una cabezal inyector de agua 29 para inyectar agua en la cápsula y un sujetador de cápsula (como se ilustró previamente) para mantener la cápsula en el dispositivo. Para simplificación, los mismos números de referencia se han utilizado para indicar los mismos o equivalentes medios técnicos como se ilustra en el modo previo. La cabeza puede comprender un conducto inyector de agua 29 para alimentar la aguja 90 con agua caliente o fría y un conducto ventilador de gas 91 para permitir que el gas se escape de la cápsula cuando el agua llena la cápsula.

En el modo presente, la parte de cubierta 49 se forma de una primera inyección más externa y la parte de perforación 49a y la parte de válvula más externa 49b. La parte de la válvula es capaz de moverse relativo a la inyección y la parte de perforación 49a para cerrar contra el borde de la cápsula (no se muestra) por contacto de presión con anillo anular 83. El anillo puede configurarse con diferentes perfiles como convexo, cóncavo, plano, etc. Un elemento 710 que se puede orientar mediante un resorte puede colocarse para proporcionar elasticidad a la porción de válvula cuando se coloca en ensamblaje contra el borde de la cápsula. El elemento 710 puede insertarse fijamente entre la parte 49a y la parte superior 49c de la cabeza. Cuando la cabeza se ensambla contra la parte superior de la cápsula, la porción de válvula se empuja hacia atrás y fuerza el elemento 710 para flexionar creando por el mismo una contrapresión en los medios de válvula del sistema que es dependiente en la fuerza del elemento que se puede orientar mediante resorte.

La parte 49a de la inyección más externa comprende los medios de perforación 53 formados de una serie más externa de los miembros de perforación 53a y una serie más externa de miembros de perforación 53b. Los miembros de perforación más recónditos tienen un peso mayor h1 que los miembros de perforación más externos 53b permitiendo por el mismo una perforación más gradual de la membrana 3 de la cápsula cuando la cabeza se cierra en la cápsula. Por lo tanto, la fuerza de cierre puede reducirse favorablemente. Como un resultado benéfico adicional, un número más largo de miembros de perforación puede diseñarse el cual proporciona las siguientes ventajas: - el tamaño de los orificios perforados puede disminuirse diseñando el miembro de perforación más delgado que proporcione una filtración más efectiva del líquido centrifugado con menos residuos sólidos posiblemente filtrándose fuera de la cápsula durante la perforación y después de la remoción de los miembros perforadores, - el flujo puede incrementarse como se comparó con unos cuantos miembros de perforación.

La forma de los miembros de perforación 53a, 53b pueden ser pirámides trucadas como los conos ¡lustrados o truncados (no se muestran). Los miembros de perforación también pueden tener una base poligonal como pentagonal, hexagonal u octagonal. El miembro perforador también puede tener una forma de perforación cruciforme.

Como en las modalidades previas, la superficie 54 de la parte de cubierta 49 comprende medios de canales 84 formado por una serie de canales 85 entre los elementos de relieve 87 para facilitar la guía del flujo centrifugado fuera del sistema en dirección de la pared de impacto 62 (Fig. 15). Los elementos de relieve 87 comprenden preferentemente una superficie inferior plana que presiona, por ejemplo, en la ubicación 95, en la porción del borde de la cápsula, por ejemplo, en su porción selladora, para mantener la cápsula firmemente en su lugar cuando los medios de válvula se abren, es decir, el anillo anular 83 se empuja hacia arriba por la presión de flujo líquido centrifugado T que viene fuera de la cápsula.

También debe observarse que los miembros perforadores pueden retractarse durante la abertura de la cabeza inyectora para prevenir un posible contacto con el usuario cuando la cabeza inyectora está en posición abierta antes de la inserción de la cápsula.

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1 . Sistema de preparación de alimento líquido para preparar un alimento líquido a partir de una sustancia alimenticia que comprende un dispositivo y una cápsula insertable de forma removióle en el dispositivo, haciendo pasar agua a través de la sustancia en la cápsula, que comprende una cabezal inyector de agua para inyectar agua en la cápsula y un sujetador de cápsula para mantener la cápsula en el dispositivo, medios para impulsar la cápsula en centrifugación, medios de perforación que se configuran con relación a la cápsula en el dispositivo para abrir salidas en la periferia de la cápsula, una cápsula que comprende una membrana de extracción perforable, caracterizado porque los medios de perforación, son apropiados para ser acoplados en la perforación a través de la membrana para formar con la membrana perforada un medio de filtración para retener las partículas sólidas en la cápsula y orificios en la membrana para permitir que el líquido centrifugado abandone la cápsula.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la cápsula no tiene un filtro colocado dentro del volumen de la cápsula para prevenir que las partículas sólidas abandonen la cápsula.

3. Sistema de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado además porque los medios de filtración se forman por los orificios proporcionados entre los medios perforadores y los bordes de las perforaciones formados en la membrana.

4. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado además porque el dispositivo comprende una placa giratoria y los medios perforadores comprenden una multitud de proyecciones puntiagudas que se extienden de una superficie de la placa giratoria en la cápsula cuando la cápsula se inserta en el dispositivo.

5. Sistema de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado además porque cada proyección individual tiene una sección que afila progresivamente de una base más larga a por lo menos una o más boquillas de perforación de la proyección y la proyección comprende por lo menos dos superficies de corte delimitadas por lo menos una línea de borde.

6. Sistema de acuerdo con las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado además porque el dispositivo comprende por lo menos diez proyecciones puntiagudas o más que se distribuyen a través de una región periférica de la membrana cuando la cápsula se inserta en el dispositivo.

7. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 6, caracterizado además porque los medios de perforación comprende proyecciones puntiagudas adecuadas para formar perforaciones individuales en la membrana que tiene una sección cruzada que es más larga que la sección cruzada de dichas proyecciones en la base de las perforaciones cuando las perforaciones se engranan en la perforación con la membrana.

8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado además porque cada proyección perforadora individual tiene una sección cruzada que forma por lo menos una línea cóncava en la vista de corte transversal de la sección.

9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado además porque cada proyección perforadora individual tiene una superficie de corte considerablemente triangular y/o trapezoidal.

10. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque una válvula de restricción de flujo se coloca corriente abajo de los medios perforadores.

1 1 . Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado además porque la válvula de restricción de flujo se abre como resultado de la presión ejercida por el líquido centrifugado fuera de la cápsula.

12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque la válvula de restricción de flujo comprende un anillo de cierre anular.

13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque el anillo anular se forma en la placa de cubierta giratoria.

14. Sistema de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque el anillo anular se forma en la cápsula.

15. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a la 14, caracterizado además porque los canales se proporcionan entre los elementos perforadores y los medios de válvula.

16. Dispositivo de preparación alimenticia líquida para preparar un alimento líquido de una sustancia alimenticia contenida en una cápsula insertable de manera móvil en el dispositivo, pasando el agua mediante la sustancia en la cápsula, dicho dispositivo que comprende una cabezal de inyección de agua (29) para inyectar aguar en la cápsula y un soporte de cápsula (34) para mantener la cápsula en el dispositivo, medios (40, 42) para mandar la cápsula en la centrifugación, medios de perforación (53, 53a, 53b) que se configuran relativo a la cápsula en el dispositivo para abrir salidas en la periferia de la cápsula, en donde dicho medio de perforación (53) comprende miembros de perforación (53a, 53b) de diferentes alturas (h1 , h2).

17. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado además porque los medios perforadores (53) comprenden una primer serie de primeros miembros de perforación (53a) y una segunda serie de segundos miembros de perforación (53b).

18. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado además porque la primer serie de miembros de perforación (53a) y una segunda serie de miembros de perforación (53b) se contrarrestan relativo uno con otro en dirección radial.

19. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 17 o 18, caracterizado además porque el primer y segundo miembro de perforación (53a, 53b) sobresalen de la superficie superior (54) de una parte giratoria (49) de la cabeza en la periferia de dicha parte (49).

20. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a la 19, caracterizado además porque dicha parte (49) se realiza de una primer parte más externa (49a) y una segunda parte más externa (49b), en donde dicha parte más interna (49a) comprende los medios de perforación (53) y la parte más externa comprende el anillo de cierre que se puede orientar mediante un resorte anular (83).

21 . Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a la 19, caracterizado además porque los miembros de perforación (53a, 53b) son conos truncados o pirámides.

22. Método para preparar un líquido alimenticio de una sustancia alimenticia contenida en una cápsula de un solo uso mediante el paso del líquido a través de la sustancia que comprende: mandar la cápsula en la rotación centrífuga mientras se introduce el líquido en el centro de la cápsula, pasar el líquido a través de la sustancia por efecto de centrifugación para formar un líquido alimenticio centrifugado, entregar el líquido alimenticio centrifugado de la cápsula, en donde comprende perforar una membrana de la cápsula mediante medios de perforación, mantener los miembros perforadores en acoplamiento a través de la membrana durante la centrifugación para filtrar selectivamente el líquido centrifugado abandonando la cápsula de las partículas sólidas contenidas en la cápsula.