MX2012002465A - Cartucho para bebidas y metodo para la formacion de bebidas utilizando un coadyuvante de filtracion. - Google Patents

Abstract

Un método y un aparato para formar una bebida implican el uso de un coadyuvante de filtración, por ejemplo, que se proporciona en un cartucho para bebida con un medio de bebidas en un estado seco; en una modalidad, un cartucho que incluye un material de fruta seca también puede incluir un coadyuvante de filtración, tal como perlita, tierra de diatomeas o celulosa, que se mezcla junto con el material de fruta; el coadyuvante de filtración puede ayudar en el flujo a través del medio de bebidas o a través de un filtro, por ejemplo, ayudando a evitar la obstrucción de los poros de un filtro utilizado para eliminar partículas de una bebida formada mediante la interacción del medio de bebidas con agua introducida dentro del cartucho; de esta manera, el coadyuvante de filtración puede permitir el uso de algunos medios de bebidas que de otra manera obstruirían un filtro y/o evitarían la disolución adecuada de materiales en el medio de bebidas sin el coadyuvante de filtración.

Description

CARTUCHO PARA BEBIDAS Y MÉTODO PARA LA FORMACIÓN DE BEBIDAS UTILIZANDO UN COADYUVANTE DE FILTRACIÓN Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional norteamericana No. 61/275,398, presentada el 28 de agosto de 2009.

CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a la formación de una bebida y un cartucho para bebida que implica el uso de un coadyuvante de filtración.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los cartuchos para usarse con máquinas para hacer bebidas son bien conocidos, y pueden incluir uno o más filtros, así como un medio de bebidas, tales como granos de café molido, hojas de té, etc. En algunos cartuchos, se coloca un filtro entre dos o más porciones de un espacio interior del cartucho, por ejemplo, una porción en la cual se coloca un medio de bebidas, y una segunda porción en la cual fluye el líquido que ha pasado a través del filtro. Un ejemplo de un cartucho de este tipo se describe en la Patente norteamericana No. 5,840,189 y/o la Patente norteamericana No. 6,607,762, el cual se puede utilizar con una máquina para hacer bebidas como aquella descrita en la Patente norteamericana No. 7,398,726, dichas patentes se incorporan en la presente como referencia en su totalidad. En uso, la máquina para hacer bebidas introduce un líquido dentro del cartucho para interactuar con el medio de bebidas. En algunas máquinas, una aguja de entrada de perforación perfora una superficie del cartucho (por ejemplo, una porción del recipiente o tapa del cartucho) para introducir agua dentro del cartucho, y se utiliza una aguja de salida de la máquina para perforar el cartucho (por ejemplo, un pared de fondo del recipiente o tapa del cartucho) permitiendo que el líquido que ha interactuado con el medio de bebidas fluya a través del filtro y salga del cartucho.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La formación de bebidas que utiliza algunos tipos de medios de bebidas tales como materiales de fruta en polvo, secos, en algunas ocasiones puede ser difícil. Por ejemplo, cuando se utiliza un cartucho para bebidas que contiene un material de fruta en polvo para formar una bebida, los inventores han encontrado que pueden surgir dificultades, tales como la disolución incompleta u otra extracción del material de fruta y/o la obstrucción de un filtro en el cartucho que se utiliza para eliminar las partículas insolubles de la bebida. Es decir, por ejemplo, algunos materiales de fruta seca tienden a aglutinarse y/o se hinchan cuando se exponen al agua, evitando la humectación adecuada del medio de bebidas así como la obstrucción de los poros del filtro. El resultado puede ser que la bebida resultante no incluirá una cantidad adecuada de ingredientes extraídos del medio de bebidas, o el cartucho fallará debido a un filtro obstruido. Un filtro obstruido puede causar una situación de sobrepresión en el cartucho, lo cual expone al filtro y/o a la máquina de bebidas a presiones inaceptablemente altas. Las presiones relativamente altas pueden causar que el filtro se reviente, liberando el medio de bebidas en las regiones corriente abajo del filtro, o causar que la máquina de bebidas se apague debido a la alta presión creada.

Los aspectos de la invención se refieren al uso de un coadyuvante de filtración en un cartucho para bebidas que puede ayudar en la formación de una bebida, ya sea mejorando el flujo de líquido a través de un medio de bebidas y/o ayudando a resistir la obstrucción del filtro. El coadyuvante de filtración puede incluir partículas de celulosa, tierra de diatomeas, perlita u otros materiales que ayudan a mejorar el flujo a través de un medio de bebidas. El flujo mejorado puede ayudar a aumentar la extracción del medio de bebidas (por ejemplo, aumenta una cantidad total de materiales que se disuelven en un líquido que fluye a través del medio de bebidas) y/o ayudar a mantener un flujo adecuado a través de un filtro utilizado para eliminar partículas de una corriente de bebida. En una modalidad, el coadyuvante de filtración puede estar asociado con el medio de bebidas, por ejemplo, mezclado con el medio de bebidas, en una forma seca. Esto es diferente a la manera en la cual a menudo se utiliza un coadyuvante de filtración, es decir, el coadyuvante de filtración y el residuo a menudo se asocian junto con un líquido. Además, los inventores han encontrado que ciertas relaciones en peso de coadyuvante de filtración a medio de bebidas se realizan particularmente bien con materiales de fruta seca, por ejemplo, relaciones en peso aproximadamente de 10-50%. Sin embargo, los aspectos de la invención no se limitan al uso con materiales de fruta o cualquier relación en peso particular, por ejemplo, un coadyuvante de filtración se puede utilizar con café tostado y molido, hojas de té, hierbas y/o especias, mezcla de chocolate caliente, materia vegetal seca, materiales de caldo seco o cualquier otro medio de bebidas adecuado de cualquier forma adecuada.

En un aspecto de la invención, un cartucho para usarse en la formación de una bebida incluye un recipiente que define un espacio interior que tiene primera y segunda porciones. El recipiente puede tener una superficie, por ejemplo, un fondo de un recipiente o una tapa, dispuesto para perforarse mediante un elemento de perforación para permitir que una bebida salga del espacio interior y/o para permitir que un liquido entre en el espacio interior. Un medio de bebidas (tales como, café molido, té, material de fruta en polvo, u otro) se puede colocar en la primera porción del espacio interior del recipiente e interactuar con el líquido introducido dentro del recipiente para formar una bebida. Se puede incluir un filtro en el recipiente, por ejemplo, unido a la pared lateral de un recipiente troncocónico, y se puede disponer de modo que el líquido que interactúa con el medio de bebidas en la primera porción del espacio interior fluya a través del filtro hacia la segunda porción del espacio interior. Se puede proporcionar un coadyuvante de filtración en contacto con el medio de bebidas para ayudar en el filtrado de una bebida formada mediante la interacción del líquido con el medio de bebidas. Por ejemplo, el coadyuvante de filtración puede ayudar a reducir la obstrucción de los poros de un filtro utilizado para eliminar material de la bebida formada después de la mezcla de líquido con el medio de bebidas y/o ayudar a aumentar el flujo de líquido a través del medio de bebidas (por ejemplo, ayudar a mejorar la disolución de materiales en el medio de bebidas en el líquido). En una modalidad, el coadyuvante de filtración se puede mezclar en forma seca con un medio de bebidas seco, permitiendo que el cartucho se almacene durante varios días, semanas o meses antes de usarse. Posteriormente, el líquido se puede introducir en el medio de bebidas en el cartucho para formar una bebida. Se ha encontrado sorprendentemente que la combinación de un coadyuvante de filtración seco con un medio de bebidas seco proporciona una ayuda eficaz en el filtrado de una bebida. Es decir, el uso convencional de coadyuvantes de filtración implica la mezcla de un coadyuvante de filtración con un líquido antes de, o simultáneamente con, la mezcla del coadyuvante de filtración con un material que será filtrado. Sin embargo, mediante la combinación de un coadyuvante de filtración y un medio de bebidas en forma seca, el coadyuvante de filtración y el medio de bebidas se pueden almacenar durante períodos prolongados en un cartucho para bebidas con una preocupación reducida en cuanto al crecimiento de bacterias u otro deterioro.

En otro aspecto de la invención, un sistema de bebidas incluye una máquina para bebidas que tiene un receptáculo dispuesto para recibir un cartucho, una entrada de fluido dispuesta para introducir líquido dentro del cartucho, y una salida de fluido para permitir la salida de una bebida del cartucho. El sistema también puede incluir un cartucho dispuesto para ser recibido por el receptáculo de la máquina para bebidas. El cartucho puede incluir un recipiente que define un espacio interior y que tiene una superficie externa, un medio de bebidas en el espacio interior dispuesto para interactuar con el líquido introducido por la entrada de fluido dentro del recipiente para formar una bebida, un filtro dispuesto para filtrar líquido que interactúa con el medio de bebidas en el espacio interior, y un coadyuvante de filtración dispuesto para ayudar en el filtrado de la bebida formada por el líquido y el medio de bebidas.

En otro aspecto de la invención, un método para hacer una bebida incluye asociar un cartucho con una máquina para hacer bebidas que utiliza el cartucho para formar una bebida, introducir un líquido dentro del cartucho que se mezcla con el medio de bebidas, formar una bebida a partir del líquido y el medio de bebidas, filtrar la bebida con un filtro, y ayudar al filtrado de la bebida mediante el uso de un coadyuvante de filtración. El coadyuvante de filtración puede resistir el movimiento de materiales en el medio de bebidas y la mezcla líquida que de otro modo obstruiría los poros del filtro y/o puede ayudar a mejorar el flujo a través del medio de bebidas.

En otro aspecto de la invención, un método para formar una bebida incluye proporcionar un cartucho que tiene un espacio interno, y proporcionar un medio de bebidas seco en el espacio interno del cartucho. El medio de bebidas puede incluir por lo menos un ingrediente que forma una bebida cuando interactúa con un líquido que se introduce dentro de la cámara interna. Se puede proporcionar un coadyuvante de filtración con el medio de bebidas en el espacio interno a fin de reducir la obstrucción de los poros de un filtro utilizado para eliminar material de la bebida formada después de la interacción del líquido con el medio de bebidas. En una modalidad, el medio de bebidas está dispuesto para formar una bebida que tiene un volumen de aproximadamente 909.22 mi (32 onzas) o menos, y el medio de bebidas puede incluir material de fruta o verdura u otro material vegetal, tales como material de fruta seca, café tostado y molido, u hojas de té. El coadyuvante de filtración puede incluir por lo menos una de perlita, tierra de diatomeas, diatomita, y celulosa.

En otro aspecto de la invención, un cartucho para bebidas incluye un recipiente que tiene un espacio interno, un filtro colocado en el espacio interno, un medio de bebidas seco en el espacio interno, y un coadyuvante de filtración seco asociado con el medio de bebidas en el espacio interno. El filtro se puede disponer en el espacio interno para separar dos porciones del espacio interno de tal manera que el medio de bebidas y el coadyuvante de filtración están colocados en una primera porción que está separada por el filtro de una segunda porción. En una modalidad, el coadyuvante de filtración se mezcla con el medio de bebidas, por ejemplo, de tal manera que una relación del peso de un coadyuvante de filtración al peso de un medio de bebidas es de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 0.5 o mayor.

En otra modalidad, un cartucho para bebidas incluye un recipiente que tiene un espacio interno, un medio de bebidas en el espacio interno que tiene por lo menos un ingrediente que forma una bebida cuando se mezcla con un líquido, y un filtro compuesto. El filtro compuesto puede incluir un papel de filtro con una primera porción de fibras de celulosa enlazadas dispuestas para separar primera y segunda porciones del espacio interno, y una segunda porción de fibras de celulosa sueltas contenidas en la primera porción del espacio interno. Las fibras de celulosa sueltas pueden actuar como un coadyuvante de filtración, por ejemplo, para ayudar al flujo a través del medio de bebidas que se encuentra en la primera porción del espacio interno y/o a través del papel de filtro. Las fibras de celulosa sueltas pueden estar mezcladas con el medio de bebidas en la primera porción del espacio interno o de otra manera estar en contacto con el medio de bebidas, por ejemplo, las fibras sueltas pueden estar dispuestas entre el medio de bebidas y el papel de filtro. En una modalidad, las fibras de celulosa sueltas pueden tener cada una, una longitud que es de aproximadamente 60-145 mieras, lo cual se ha encontrado que es eficaz en algunas disposiciones de cartuchos. La cantidad de fibras de celulosa sueltas se puede variar como sea adecuado, por ejemplo, las fibras de celulosa sueltas pueden tener un peso total que es de aproximadamente 2-50% de un peso del medio de bebidas.

Estos y otros aspectos de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A continuación se describen aspectos de la invención con referencia a los siguientes dibujos en los cuales los números de referencia hacen referencia a los elementos, y en donde: La FIG. 1 es una vista en sección transversal de un cartucho para bebidas en una modalidad ilustrativa.

La FIG. 2 es una vista despiezada del cartucho de la FIG. 1 .

La FIG. 3 es una vista en sección transversal del cartucho de la FIG. 1 en uso para formar una bebida en una modalidad ilustrativa.

La FIG. 4 es una vista en perspectiva de una máquina para bebidas que se puede utilizar de acuerdo con aspectos de la invención.

La FIG. 5 es una vista lateral de la máquina para bebidas de la FIG. 4.

La FIG. 6 es un diagrama de bloques esquemático de los componentes de una máquina para bebidas que se puede utilizar de acuerdo con aspectos de la invención.

La FIG. 7 muestra las etapas de un método para fabricar un cartucho de acuerdo con aspectos de la invención.

La FIG. 8 muestra las etapas de un método para preparar una bebida de acuerdo con aspectos de la invención.

La FIG. 9 muestra una gráfica de absorbancia de bebida contra cantidad de coadyuvante de filtración en un ejemplo ilustrativo que implica el uso de un medio de bebida de fresa seca en polvo.

La FIG. 10 muestra una gráfica de absorbancia de bebida contra cantidad de coadyuvante de filtración en un ejemplo ilustrativo que implica el uso de un medio de bebida de cereza seca en polvo; y La FIG. 11 muestra una gráfica de absorbancia de bebida contra cantidad de coadyuvante de filtración en un ejemplo ilustrativo que implica el uso de un medio de bebida de piña seca en polvo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se debe entender que los aspectos de la invención se describen en la presente con referencia a las figuras, las cuales muestran modalidades ilustrativas. Las modalidades ilustrativas descritas en la presente no son necesariamente con la intención de mostrar todos los aspectos de la invención, sino que se utilizan para describir unas cuantas modalidades ilustrativas. De esta manera, los aspectos de la invención no están destinados a interpretarse de forma limitada en vista de las modalidades ilustrativas. Adicionalmente, se debe entender que los aspectos de la invención sé pueden utilizar solos o en cualquier combinación adecuada con otros aspectos de la invención.

Como se discutió anteriormente, los aspectos de la invención implican el uso de un coadyuvante de filtración en un cartucho para bebidas que contiene un medio de bebidas para formar una bebida, tales como café, té, sopa, otro tipo de bebida hecha a partir de un concentrado en polvo u otro material, granulos de bebidas, etc. El medio de bebidas puede incluir cualquier material adecuado, tales como café tostado y molido, té de hoja, cacao, los materiales de fruta seca, materiales de vegetales secos, café o té instantáneo, mezclas de bebidas en polvo, caldo, extracto de jugo, purés de frutas o verduras secas, frutas secas maceradas completamente, verduras secas o cáscaras y/o pulpa de vegetales, concentrados secos, jugos depurados secos, pectinas, edulcorantes, cremas, materiales lácteos secos, ácidos alimentarios, gomas, agentes de enturbiamiento, agentes de carga, espesantes, saborizantes, colorantes, etc. Todo o parte del medio de bebidas puede ser particulado, dimensionado y/o aglomerado como se describe por ejemplo en la Publicación de Patente norteamericana No. 2010/0028495, publicada el 4 de febrero de 2010 (la cual se incorpora en la presente por referencia en su totalidad), o de otro modo dispuesto en cualquier forma adecuada.

La bebida formada que utiliza el medio de bebidas se puede filtrar, por ejemplo, para reducir una cantidad de material particulado insoluble en la bebida, mediante uno o más elementos de filtración asociados con el cartucho. Por ejemplo, el cartucho puede tener un trozo de papel de filtro fijado dentro del cartucho y dispuesto de modo que la bebida pasa a través del papel de filtro antes de salir del cartucho. En otra disposición, una porción de la superficie externa del cartucho puede funcionar como un filtro, por ejemplo, como en el caso de un cartucho de tipo vaina en donde una cubierta de papel de filtro externo filtra la bebida, o en donde una lámina u otra cubierta externa impermeable del cartucho se perfora mediante el contacto con una estructura de tipo rejilla o de otro tipo que forma aberturas en la cubierta que son de tamaño adecuado para actuar como un filtro. En otra disposición, el cartucho puede tener aberturas relativamente pequeñas formadas de otra manera en el material impermeable, por ejemplo, agujeros pequeños en una hoja de plástico sólida, que funcionan como un filtro. En resumen, el filtro puede estar dispuesto en cualquier forma adecuada.

De acuerdo con un aspecto de la invención, los inventores han encontrado que agregar un coadyuvante de filtración, tales como perlita, tierra de diatomeas, diatomita, y/o celulosa, a un medio de bebidas puede permitir el uso de medios de bebidas o materiales que de otro modo serían inutilizables para su uso en la formación de una bebida en un cartucho para bebidas. Por ejemplo, algunos medios de bebidas, tales como jugo de fruta seco, o purés de frutas secas, no se puede utilizar por lo menos en algunos cartuchos para bebidas que emplean un filtro de tipo de papel de filtro ya que el material en el material en polvo obstruye los poros del filtro de papel de filtro, impidiendo el flujo a través del filtro. Por "en polvo" se entiende que incluye materiales secos que se han sometido a alguna forma de reducción de tamaño, tales como molienda, pulverización, rebanado, cortado o molido. En algunos casos, el material de bebidas, cuando se moja, puede hincharse y volverse difícil de filtrar. En algunos otros casos, el material de bebidas, cuando se moja, puede volverse semi-gelatinoso y/o pegajoso, y formar una capa impermeable, impidiendo así que el flujo de líquido colado penetre la capa y pase a través del filtro. La obstrucción del filtro causa contrapresión relativamente alta para ser generada en el cartucho debido a que el agua u otro líquido adicional se introducen dentro del cartucho. A niveles de presión lo suficientemente altos, muchas máquinas para bebidas, (tales como cafetera o tetera) se apagarán, parando la producción de bebidas. Sin embargo, con el uso de un coadyuvante de filtración con el medio de bebidas, la obstrucción del filtro se puede reducir lo suficiente para permitir la formación de una bebida sin crear una contrapresión inaceptable en el cartucho. El coadyuvante de filtración no solamente puede ayudar a reducir la obstrucción del filtro, sino que puede ayudar a aumentar la porosidad del medio de bebidas o de otra manera facilitar el flujo de líquido a través del medio de bebidas durante la preparación. Aumentar el flujo a través del medio de bebidas puede ayudar a los materiales en el medio de bebidas a disolverse más rápidamente o de otra manera a extraerse con mayor eficacia por el líquido.

En otro aspecto de la invención, el coadyuvante de filtración se combina con el medio de bebidas mientras que tanto el coadyuvante de filtración así como el medio de bebidas están en un estado seco. (Por "seco" se entiende que el medio de bebidas y el coadyuvante de filtración tienen un contenido de humedad total de 10% o menos en peso.) Posteriormente, el líquido tal como agua se puede agregar a la combinación de medio de bebidas/coadyuvante de filtración para formar una bebida. La combinación de coadyuvante de filtración y medio de bebidas en un estado seco puede ayudar a la función del coadyuvante de filtración con más eficacia, por ejemplo, cuando el medio de bebidas incluye un material que se hincha o de otra manera aumenta el volumen cuando se expone a la humedad. Al combinar el coadyuvante de filtración con el medio de bebidas antes de la exposición a una humedad significativa, el coadyuvante de filtración puede ayudar a prevenir la migración y el hinchamiento posterior de los materiales en los poros del filtro lo que causaría que un filtro falle. Adicionalmente, teniendo el coadyuvante de filtración y el medio de bebidas en un estado seco puede reducir la necesidad de pasteurizar o de otra manera tratar el medio de bebidas/coadyuvante de filtración antes de su almacenamiento prolongado en un cartucho para bebidas en el caso de una preocupación de que el medio de bebidas pueda estropearse, por ejemplo, por el crecimiento de bacterias, moho u otros organismos que necesitan humedad. De manera alternativa, el estado seco del medio de bebidas y del coadyuvante de filtración puede permitir el uso de cartuchos para bebidas permeables, tales como vainas de filtro, ya que no habría ningún líquido en la combinación de medio de bebidas/coadyuvante de filtración que se saliera del cartucho.

En un aspecto, el coadyuvante de filtración se puede mezclar con un ingrediente de bebidas tal como un puré de fruta, mientras que el puré está todavía húmedo con su humedad natural. Posteriormente, la mezcla se puede secar y convertir en partículas adecuadas para su inclusión en un cartucho para bebidas. (El medio de bebidas de puré de fruta y el coadyuvante de filtración también se pueden mezclar con otros materiales para bebidas, tales como edulcorantes, si se desea.) De esta manera, aunque el coadyuvante de filtración y el medio de bebidas pueden combinarse inicialmente en un estado húmedo, el coadyuvante de filtración y el medio de bebidas se pueden incluir en un cartucho para bebidas mientras que están en un estado seco, proporcionando por lo menos algunas de las ventajas mencionadas anteriormente. En otras modalidades, el coadyuvante de filtración puede mezclarse con el medio de bebidas en un estado seco, por ejemplo, antes de que la mezcla de coadyuvante de filtración/medio de bebidas se coloque en un cartucho. De manera alternativa, el coadyuvante de filtración y el medio de bebidas se pueden agregar por separado dentro del cartucho, y mezclar (si se desea), mientras que están en el cartucho, tal como revolviendo, agitando, etc.

El uso convencional de coadyuvantes de filtración enseña que un coadyuvante de filtración se puede agregar como un pre-revestimiento de filtro o como una alimentación de cuerpo, es decir, se puede mezclar con una suspensión a base de líquido u otra mezcla. Ver página 476 del libro Fundamentos de Ingeniería de Procesos de Alimentos (Fundamentáis of Food Process Engineering) Tercera Edición, de Romeo T. Toledo, publicado en 2007 por Springer Science and Business Media LLC, ISBN-10-38729019-2. En estos dos métodos de uso, el coadyuvante de filtración se mezcla en un líquido y posteriormente la suspensión de líquido-coadyuvante de filtración se bombea a través del filtro. En el caso de una pre-revestimiento de filtro en donde se deposita una capa protectora de coadyuvante de filtración sobre un medio de filtro (tal como una tela de filtro), el coadyuvante de filtración se mezcla con agua limpia y la suspensión se bombea a través del medio de filtro, dejando tras de sí una capa permeable/torta de coadyuvante de filtración. Posteriormente, el material líquido que será filtrado (que contiene sólidos suspendidos) se bombea en el filtro y el coadyuvante de filtración prerrevestido protege al filtro durante la operación de filtrado. En tal caso, el coadyuvante de filtración prerrevestido evita la obstrucción de los poros del filtro con los sólidos suspendidos. Esos sólidos se recolectan en la capa de torta de pre-revestimiento en lugar de recolectarse en los poros del medio de filtro. (Nótese que los aspectos de las presentes innovaciones incluyen el uso de un filtro que es pre-revestido con el coadyuvante de filtración, por ejemplo, el coadyuvante de filtración está inicialmente en forma húmeda sobre el filtro y posteriormente en forma seca, e incluido en un cartucho con el medio de bebidas seco). En el caso de la utilización de una alimentación de cuerpo de un coadyuvante de filtración, el coadyuvante de filtración se mezcla con el material líquido (que contiene los sólidos suspendidos) que se filtrara. Posteriormente, la suspensión resultante se bombea a través de un medio de filtro (ya sea sin o con un pre-revestimiento de coadyuvante de filtración aplicado). En este enfoque de alimentación de cuerpo, los sólidos suspendidos insolubles que serán filtrados del líquido se depositan sobre el medio de filtro junto con el coadyuvante de filtración incorporado y forman una torta de filtro. El coadyuvante de filtración ayuda a mantener esa torta porosa y reduce la caída de presión experimentada durante el funcionamiento del filtro.

Las presentes innovaciones, en por lo menos algunos aspectos, funcionan en el modo de que el coadyuvante de filtración no se mezcle con el agua u otro líquido que se introduzca dentro del cartucho. En su lugar, el coadyuvante de filtración se mezcla en, o es parte de, o está en contacto con, los materiales de bebidas secas antes de la introducción del líquido. Debido a que se proporciona agua u otro líquido preparado en el cartucho que contiene el coadyuvante de filtración y los materiales de bebidas, el líquido disuelve los materiales solubles en los materiales de bebidas y también comienza a humedecer los materiales insolubles junto con el coadyuvante de filtración. Durante la humectación, los materiales insolubles pueden hincharse. Además, debido a que los materiales solubles se disuelven, la concentración volumétrica de los materiales insolubles aumenta (ya que los materiales solubles se disuelven en el líquido preparado y salen del cartucho). La presencia in situ del coadyuvante de filtración en la mezcla seca inicial (seguida por una mezcla dinámicamente densificante durante la preparación) proporciona automáticamente la porosidad necesaria para permitir el flujo eficiente del líquido a través del material de bebidas. Este modo de operación es sorprendentemente eficaz y no esta enseñado por la técnica convencional.

Diversas relaciones de materiales de medios de bebidas y coadyuvantes de filtración se pueden utilizar. La relación se puede ajustar dependiendo de la naturaleza de los medios de bebidas que serán filtrados. Por ejemplo, los materiales de bebidas con contenido alto de pectina pueden requerir niveles mayores de coadyuvante de filtración mientras que los materiales de bebidas sin pectina pueden utilizar relaciones menores de coadyuvante de filtración a material de bebidas. Un ejemplo es una mezcla de medio de bebidas y coadyuvante de filtración que consiste de 23 gramos de azúcar blanca granulada y cinco gramos de una mezcla seca de puré de uva concentrado combinado con una cantidad adecuada de coadyuvante de filtración de celulosa, por ejemplo, aproximadamente de 1 a 3 gramos. Un ejemplo de un coadyuvante de filtración preferido en algunas modalidades es un coadyuvante de filtración de celulosa CreaClear SC-150 fabricado por CreaFill Fibers Corporation, 10200 Worton Road, Chestertown, MD 21620. A continuación se discuten ejemplos y detalles adicionales con respecto a modalidades ilustrativas.

Las Figs. 1 y 2 muestran una vista en sección transversal lateral y una vista en perspectiva despiezada, respectivamente, de un cartucho ilustrativo 10 que incorpora uno o más aspectos de la invención. El cartucho 10 se puede utilizar en una máquina para bebidas para formar cualquier bebida adecuada tales como té, café, otras bebidas de tipo de infusión, bebidas formadas a partir de un concentrado líquido o en polvo, etc. De esta manera, el cartucho 10 puede contener cualquier medio de bebidas adecuado 20, por ejemplo, café molido, hojas de té, té de hierbas secas, materiales de frutas secos incluyendo polvos, concentrado de bebida o jugos en polvo, y/u otro material para hacer bebidas (tales como leche en polvo, ingredientes lácteos, azúcar, u otros materiales). El medio de bebidas 20 puede estar dispuesto (por ejemplo, tiene un peso y/o volumen adecuado) para producir una bebida que tiene un volumen de aproximadamente 56.83-909.22 mi (2-32 onzas líquidas). Es decir, el medio de bebidas 20 puede tener un material adecuado para producir una bebida con un volumen de 59.15-946.35 mi (2-32 onzas líquidas) que tiene un sabor comercialmente aceptable. En una modalidad ilustrativa, el cartucho 10 contiene un medio de bebidas 20 que está configurado para utilizarse con una máquina que forma bebidas de café y/o té, sin embargo, los aspectos de la invención no se limitan a este respecto.

El cartucho 10 también incluye un coadyuvante de filtración 21 (mostrado esquemáticamente como partículas mezcladas con el medio de bebida 20) que puede incluir perlita, tierra de diatomeas, diatomita, y/o celulosa. En una modalidad, el coadyuvante de filtración 21 y el medio de bebidas 20 pueden estar en un estado seco antes de la introducción de líquido dentro del cartucho para formar una bebida. El coadyuvante de filtración 21 puede tener un peso total que es menor que el medio de bebida, por ejemplo, en una relación de aproximadamente 1 :1 o menos, aunque en algunas modalidades, el peso del coadyuvante de filtración 21 puede ser mayor que el medio de bebidas. Por ejemplo, el medio de bebidas 20 puede incluir aproximadamente de 1 a 30 gramos de materiales de fruta en polvo y otros materiales de bebidas, junto con de 0.05 a 75 gramos de coadyuvante de filtración. En algunas modalidades preferidas, la relación en peso de coadyuvante de filtración a medio de bebidas puede ser aproximadamente de 0.1 a 0.5, por ejemplo, cuando el medio de bebidas incluye un material de fruta en polvo.

En algunas disposiciones, los inventores han encontrado que un coadyuvante de filtración fibroso, tal como fibras de celulosa sueltas, puede ser particularmente eficaz. En algunos casos, la longitud promedio de las fibras de celulosa se ha encontrado que es importante para el funcionamiento del coadyuvante de filtración. Por ejemplo, una longitud de fibra promedio relativamente corta puede resultar en exceso del coadyuvante de filtración pasando a través de un filtro (por ejemplo, a través de un trozo de papel de filtro, incluyendo fibras de celulosa enlazadas) y finalizando en la bebida terminada. Por otra parte, una longitud de fibra promedio relativamente grande puede hacer que el coadyuvante de filtración sea difícil de manipular, por ejemplo, durante la fabricación de cartuchos, ya que la longitud de fibra grande puede provocar que las fibras formen masas enredadas que son difíciles de mezclar con los medios de bebidas o de otra manera de proporcionar un cartucho. En algunas modalidades, los inventores han encontrado que una longitud de fibra promedio aproximadamente de 60 a 145 mieras cuando se utiliza un material de fibra de celulosa (por ejemplo, que tiene una densidad suelta de aproximadamente 30-200 gramos/litro y un contenido de humedad de menos de aproximadamente 10%) proporciona un balance eficaz del desempeño del coadyuvante de filtración y capacidad de fabricación. Por supuesto, otras longitudes de fibra promedio podrían utilizarse como se desee. Además, el uso de un coadyuvante de filtración de acuerdo con los aspectos de las innovaciones no se limita al uso de materiales fibrosos.

Una mezcla ejemplar de una mezcla de medio de bebidas y un coadyuvante de filtración se puede preparar como sigue. Puré concentrado de uva entera (mientras todavía esta húmedo) se mezcla con CreaClear SC-150 seco para formar una pasta. (El material SC-150 es un material de celulosa fibrosa que tiene una longitud de fibra promedio de aproximadamente 120 mieras). La pasta se seca y se muele en un polvo. La relación de coadyuvante de filtración seco a sólidos de uva seca es aproximadamente de 0.3 a 1 .25 en peso. Posteriormente, se aplica 0.04 gramos de un agente antiapelmazante a la mezcla molida seca. 4 gramos de la mezcla resultante se mezcla posteriormente con 23 gramos de azúcar blanca granulada, 2 gramos de puré de arándanos secos, 1.0 gramos de material saborizante de uva, 0.35 gramos de ácido málico, 0.15 gramos de ácido cítrico y 0.015 gramos de estevia (Reb A). Esta mezcla de medio de bebidas-coadyuvante de filtración se puede preparar en una cafetera, tal como en un cartucho con filtro marca K-Cup utilizando una cafetera Keurig en donde la bebida se dispensa sobre hielo para formar una bebida fría con sabor a uva.

Otra disposición ejemplar para un medio de bebidas y un coadyuvante de filtración se puede preparar como sigue. 9.5 gramos de azúcar morena granulada se mezclan con 10 gramos de polvo de manzana seca, 1 gramo de CreaClear SC-150, 0.5 gramos de ácido málico y 0.5 gramos de material saborizante de manzana. Esta mezcla de medio de bebidas-coadyuvante de filtración se puede preparar en un cartucho de K-Cup, en una cafetera Keurig para formar una bebida de "sidra de manzana caliente".

En esta modalidad ilustrativa mostrada en las Figs. 1 y 2, el cartucho 10 incluye un recipiente 12 que incluye un espacio interior 14 que tiene una primera porción 14a y una segunda porción 14b. Se debe entender, sin embargo, que otras porciones adicionales del espacio interior y/o sub-porciones de las primera y segunda porciones, se pueden proporcionar en otras modalidades. Por ejemplo, es posible que el cartucho tenga dos porciones de espacio interior que guardan respectivamente medios de bebidas diferentes. Es decir, una primera porción de medios de bebidas (tales como material de frutas secas) se puede incluir en la primera porción 14a del espacio interior 14, y una segunda porción de medios de bebidas (por ejemplo, un material que no requiere filtrado o el uso de un coadyuvante de filtración, tal como un edulcorante) se puede incluir en la segunda porción 14b, corriente abajo del filtro 30. Otras disposiciones serán concebidas por aquellos expertos en la técnica. En esta modalidad, el recipiente 12 puede tener una forma de taza troncocónica con una pared lateral 17 y una abertura 1 3. Sin embargo, en otras modalidades, el recipiente 12 puede tener una forma acanalada, cónica o cilindrica, puede estar en la forma de una taza cuadrada, una taza abovedada, una esfera u otra forma adecuada, puede tener una pared lateral acanalada, corrugada, o de otra manera formada, y así sucesivamente. Además, el recipiente 12 no debe tener necesariamente una forma definida, como es el caso con algunas bolsitas y vainas de bebidas. Por ejemplo, aunque el recipiente 12 en esta modalidad tiene una construcción relativamente rígida y/o elástica de modo que el recipiente 12 tiende a mantener su forma, el recipiente 12 puede ser hecho para tener una disposición más compatible y/o deformable, por ejemplo, como un recipiente de bolsita hecho a partir de una lámina de material deformable. De esta manera, un espacio interior definido por el recipiente 12 se puede formar solamente después de que el material de recipiente se forma alrededor de un medio de bebidas, un filtro y/u otros componentes del cartucho, tales como cuando dos capas de papel de filtro (material del recipiente) se unen entre sí alrededor de una carga de café molido para formar un cartucho.

Si el recipiente 12 incluye una abertura 13, la abertura 13 puede cerrarse con una tapa 38, por ejemplo, una lámina y un material polimérico laminado que está unida a un borde 19 del recipiente 12. Por supuesto, el recipiente 12 no necesita incluir una tapa 38, por ejemplo, donde está dispuesto el recipiente en una configuración de tipo bolsita o de tipo vaina. El recipiente 12 (con o sin la tapa 38) puede proporcionar una barrera para la humedad y/o los gases, tales como oxígeno o agua. Por ejemplo, el recipiente 12 puede estar hecho de un laminado polimérico, por ejemplo, formado a partir de una lámina que incluye una capa de poliestireno o polipropileno y una capa de EVOH y/u otro material de barrera. Tal disposición puede proporcionar una protección adecuada para el medio de bebidas 20, por ejemplo, de la exposición no deseada de la humedad, oxígeno y/u otros materiales. En otras modalidades, el espacio interior 14 puede estar encerrado por una cubierta permeable, tales como un papel de filtro, una lámina polimérica, una capa de malla, u otro material permeable, o de alguna otra manera, debido a que la invención no se limita a este aspecto.

El cartucho 10 también puede incluir un filtro 30 en el recipiente 12 y por lo menos parcialmente colocado en el espacio interior 14 (o de otra manera dispuesta). (En algunas modalidades, el cartucho 10 no necesita incluir un filtro, pero en su lugar un filtro utilizado para filtrar una bebida puede ser externo al cartucho, por ejemplo, parte de una máquina para bebidas que utiliza el cartucho.) El filtro 30 puede estar dispuesto entre las primera y segunda porciones 14a y 14b del espacio interior 14 de modo que el líquido en la primera porción 14a del espacio interior que interactúa con el medio de bebidas 20 fluye a través del filtro 30 y hacia la segunda porción 14b del espacio interior 14 antes de salir del recipiente 12. El filtro 30 puede colocarse completamente en el espacio interior 14 o porciones del filtro 30 se pueden extender fuera del espacio interior 14, ya que los aspectos de la invención están limitados en este respecto. Por ejemplo, las porciones del filtro 30 pueden unirse a la tapa 38 y/o entre la tapa 38 y el borde 19, y de esta manera se colocan fuera del espacio interior 14. Adicionalmente, el filtro 30 puede incluir una o más porciones que funcionan para filtrar el líquido que pasa a través del filtro 30, así como porciones que son impermeables o de otra manera restringen el flujo. El filtro 30 puede ser el único elemento en el espacio interior 14 que separa las primera y segunda porciones 14a y 14b, u otros componentes, tales como paredes, nervaduras, u otras estructuras, además de que el filtro 30 puede separar físicamente dos o más porciones del espacio interior 14 entre si. Sin embargo, en un sentido de flujo, el filtro 30 puede ser el único componente que separa o divide dos o más porciones del espacio interior 14, por ejemplo, el líquido puede necesitar fluir a través del filtro 30 para pasar de la primera porción 14a a la segunda porción 14b. Por supuesto, el filtro 30 puede tener múltiples etapas, por ejemplo, una porción de filtro gruesa que filtra partículas relativamente grandes, seguido por una porción de filtro fina que filtra partículas relativamente más pequeñas. De esta manera, el filtro 30 puede incluir dos o más componentes separados, si se desea.

En esta modalidad ilustrativa, el filtro 30 puede tener una forma sustancialmente troncocónica con paredes laterales acanaladas y un fondo generalmente plano 31 , como se muestra. Sin embargo, el filtro 30 puede tener cualquier forma adecuada, tal como una forma cilindrica, una forma de taza cuadrada, una forma de cúpula, una lámina plana, o de otro tipo. El filtro 30 puede estar unido al recipiente 12 de cualquier manera adecuada, tal como por un adhesivo, una soldadura térmica, un ajuste de interferencia mecánica, etc. En esta modalidad ilustrativa, el filtro 30 puede incluir una combinación de polipropileno y materiales de celulosa (es decir, el filtro 30 puede incluir un papel de filtro que incluye fibras de celulosa enlazadas) y puede estar unido a la pared lateral de recipiente 17 en una porción superior del filtro 30 mediante soldadura térmica, pero el filtro 30 puede estar unido a un borde 19 del recipiente 12, o en cualquier otro lugar adecuado. En otra modalidad, el filtro 30 se puede formar como parte del recipiente 12, por ejemplo, en donde el recipiente 12 está perforado por una estructura externa que forma una o más aberturas que funcionan como un filtro. En otra modalidad, el recipiente 12 (incluyendo la tapa 38) puede incluir un elemento permeable que funciona como un filtro. Otras modalidades serán dilucidadas por aquellos expertos en la técnica.

Cuando se utiliza el cartucho en esta modalidad ilustrativa para formar una bebida, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 3, la tapa 38 puede ser perforada por un elemento de perforación de entrada 50 (por ejemplo, una aguja) de modo que el agua u otro liquido se puede introducir dentro del cartucho 10. Otras disposiciones de perforación de entrada son posibles, tales como agujas múltiples, una cabeza de ducha, una aguja no hueca, un cono, una pirámide, un cuchillo, una cuchilla, etc. Una máquina para bebidas puede incluir elementos de perforación múltiples del mismo tipo o de diferentes tipos, ya que la invención no se limita a este respecto. En otra disposición, una máquina para bebidas puede incluir un elemento de perforación que forma un agujero en una superficie de recipiente y, posteriormente, un segundo elemento de perforación puede pasar a través del agujero formado para introducir líquido dentro (o conducir líquidos fuera de) del recipiente.

El cartucho 10 también puede ser perforado por un elemento de perforación de salida 52 (por ejemplo, una aguja) en un fondo 16 del recipiente 12. En algunas modalidades, el elemento de perforación 52 se puede extender siempre aproximadamente la misma distancia dentro del cartucho 10, por ejemplo, hasta aproximadamente 0.64 centímetros (0.25 pulgadas) dentro del cartucho 10. Sin embargo, la extensión del elemento de perforación dentro del cartucho puede variar en longitud, anchura u otros parámetros ya que tamaños, tipos y configuraciones diferentes de elementos de perforación caen dentro del alcance de la invención. En el caso de que el cartucho esté perforado (ya sea para una entrada o una salida), el cartucho 0 puede incluir un elemento protector 40 para ayudar a evitar daños en el filtro 30 y/o la entrada de medio de bebidas 20 dentro del elemento de perforación. En esta modalidad, el cartucho 10 incluye un elemento protector 40 en la forma de un elemento en forma de arandela con una abertura central 42 para ayudar a evitar el contacto del elemento de perforación 52 con el filtro 30 (ver Figura 3), pero el elemento protector puede tomar otras medidas. En esta modalidad ilustrativa, el elemento de perforación 52 se mantiene en su lugar para permitir que la bebida salga de la abertura formada en el recipiente 12. Sin embargo, en otras modalidades, el elemento de perforación 52 (si se utiliza en absoluto) puede retirarse después de formar una abertura, permitiendo que la bebida salga de la abertura sin que el elemento de perforación 52 se extienda dentro del cartucho 10. En algunas modalidades, la tapa 38 también se puede perforar con un elemento de perforación de salida en donde el elemento de filtro 30 y la tapa 38 están dispuestos de manera que el elemento de perforación de salida puede tener acceso a la segunda porción 14b.

Un cartucho dispuesto de acuerdo con uno o más aspectos de la invención se puede utilizar con cualquier máquina para bebidas adecuada, tal como cualquiera de las cafeteras que se venden actualmente por Keurig, Incorporated of Reading, Mass. Por ejemplo, las Figs. 4 y 5 muestran una vista en perspectiva y una vista lateral, respectivamente, de un aparato para formación de bebidas 100 que se puede utilizar para formar cualquier bebida adecuada, tales como té, café, otras bebidas de tipo de infusión, bebidas formado utilizando un cartucho 10. En esta modalidad ilustrativa, el aparato 100 incluye un bastidor extemo o alojamiento 6 con una interfaz de usuario 8 que el usuario puede operar para controlar diversas características del aparato 100. Como es conocido en la técnica, un cartucho para bebidas 10 se puede proporcionar con el aparato 100 y se puede utilizar para formar una bebida que se deposita dentro de la taza 2 u otro recipiente adecuado que se coloca en una charola de goteo 9 u otro soporte, si los hubiere. El cartucho 10 puede colocarse manual o automáticamente en una porción receptora del cartucho definida por primera y segunda porciones 3 y 4 del aparato para formación de bebidas 100. Por ejemplo, mediante el levantamiento de un mango 5, el usuario puede mover las primera y segunda porciones 3 y 4 a una posición abierta para exponer un área en forma de taza o de cualquier otra forma adecuada en la cual se pueda colocar el cartucho 10. Después de la colocación del cartucho 10, un mango 5 u otro accionador se puede mover de forma manual o automática, para mover las primera y segunda porciones 3 y 4 a una posición cerrada (que se muestra en la fig. 4), con lo que, por lo menos parcialmente encerrando el cartucho 10 dentro de una cámara de preparación.

Se debe entender, sin embargo, que el cartucho 10 se puede recibir en cualquier forma adecuada por el aparato 100, ya que la manera en la cual el aparato 100 recibe o de otra manera utiliza el cartucho 10 no es crítica para los aspectos de la invención.

Una vez que se recibe el cartucho 10, el aparato para formación de bebidas 100 puede utilizar el cartucho 10 para formar una bebida. Por ejemplo, una o más agujas de entrada 50 (ver Fig. 5) asociadas con la primera porción 3 pueden perforar el cartucho 10 para inyectar agua calentada u otro líquido dentro del cartucho 10. El líquido inyectado puede formar la bebida deseada o un precursor de bebida (es decir, una sustancia utilizada en una operación adicional para formar una bebida, tal como mediante la adición de leche, un saborizante, etc.) La segunda porción 4 también puede incluir una o más agujas u otros elementos de salida 52 (no mostrados en las Figs. 4 y 5) para la punción o perforación del cartucho 10 (según sea necesario) a un lado de salida para permitir que la bebida formada salga del cartucho 10 (ver Fig. 3, por ejemplo).

La fig. 6 muestra un diagrama de bloques esquemático de diversos componentes incluidos en un aparato para formación de bebidas 100 en una modalidad ilustrativa. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que un aparato para formación de bebidas 100 se puede configurar en una variedad de maneras diferentes, y de esta manera los aspectos de la invención no deben interpretarse restrictivamente como referirse únicamente a un tipo de aparato para formación de bebidas. Agua u otro líquido de un tanque de almacenamiento 1 10 se puede proporcionar por medio de un conducto de suministro 11 1 a una bomba 112 (tal como una bomba centrífuga), la cual bombea el líquido por medio de un conducto de bomba 1 15 a un tanque o cámara de dosificación 1 18. El funcionamiento de la bomba de agua 112 y otros componentes del aparato 100 puede ser controlado por un controlador 130, por ejemplo, incluyendo un procesador programado y/u otro dispositivo de procesamiento de datos junto con un software adecuado u otras instrucciones de operación, uno o más memorias, sensores de temperatura y de nivel de líquidos, sensores de presión, interfaces de entrada/salida, buses de comunicación u otros enlaces, una pantalla, conmutadores, relés, triacs, u otros componentes necesarios para realizar la entrada/salida deseada u otras funciones. El tanque de dosificación 1 18 se puede llenar con una cantidad deseada de líquido mediante cualquier técnica adecuada, tal como poner en funcionamiento la bomba 112 durante un tiempo predeterminado, detectar el nivel de agua en el tanque de dosificación 1 18 utilizando un sensor de sonda conductora o un sensor capacitivo, detectar un aumento de presión en el tanque de dosificación 118 cuando el líquido llena el tanque, o utilizar cualquier otra técnica viable. Por ejemplo, el controlador 130 puede detectar que el tanque de dosificación 118 está completamente lleno cuando un sensor de presión detecta un aumento de la presión indicando que el agua ha alcanzado la parte superior del tanque de dosificación 118. El agua en el tanque se puede calentar, si se desea, por medio de un elemento de calentamiento 23 cuyo funcionamiento esta controlado por el controlador 130 utilizando una entrada de un sensor de temperatura u otra entrada adecuada. El agua en el tanque de dosificación 1 18 se puede dispensar por medio de un conducto de tanque de dosificación 19 a una cámara de preparación 120 u otra estación de formación de bebidas que sostiene un cartucho 10. El líquido se puede descargar del tanque de dosificación 118 mediante la presurización del tanque de dosificación con el aire proporcionado por una bomba de aire 121 que provoca que el líquido se descargue fuera de un tubo de 1 17 y dentro del conducto de tanque de dosificación 1 19. La finalización de la dispensación desde el tanque de dosificación 118 se puede detectar en cualquier forma adecuada, tal como mediante la detección de una caída de presión en el tanque de dosificación 1 18, mediante la detección de un cambio de nivel de agua en el tanque de dosificación 118, o utilizando cualquier otra técnica viable. El líquido alternativamente se puede descargar desde el tanque de dosificación 1 18 por medio de la bomba 112 que funciona para forzar líquido adicional dentro del tanque 1 18, desplazando así el agua fuera del tanque 1 18 y hacia la cámara de preparación. Un sensor de flujo u otro dispositivo adecuado se puede utilizar para determinar la cantidad de líquido suministrado al tanque 1 18, y de esta manera la cantidad de líquido suministrado a la cámara de preparación. De manera alternativa, la bomba 12 puede ser una bomba de tipo pistón o de medición de tal manera que un volumen de líquido conocido se puede suministrar desde la bomba 112 al tanque 118, provocando así que el mismo volumen conocido sea suministrado a la cámara de preparación 120. El líquido se puede introducir dentro del cartucho 10 a cualquier presión adecuada, por ejemplo, 0.07 a 0.14 kg/cm2 o mayores.

Otro aspecto de la invención incluye un método para fabricar un cartucho. Las etapas de tal método ilustrativo se muestran en la fig. 7. En la etapa S10, se proporciona un cartucho. Como se discutió anteriormente, el cartucho se puede disponer en cualquier forma adecuada, tal como en la forma de una vaina convencional (por ejemplo, dos hojas de papel de filtro unidas para formar un espacio en el cual se coloca un medio de bebidas), una bolsita (por ejemplo, una bolsita formada por una hoja impermeable que contiene un medio de bebidas y filtro de tal manera que la introducción de agua dentro de la bolsita provoca que la bolsita se abra y la bebida salga de la bolsita después de pasar a través del filtro), u otra disposición tal como un recipiente en forma de taza que sostiene un medio de bebidas y está cerrado por una tapa. (Por "taza" se entiende en la presente un recipiente que tiene una forma que forma un espacio interno que se accede por medio de al menos una abertura del recipiente. De esta manera, una "taza" no deberá tener necesariamente una forma como tazón, sino que en su lugar puede tener cualquier forma adecuada, tal como forma similar a una caja rectangular, una forma similar a un disco, una forma cónica o troncocónica, una forma irregular, y etc..) De esta manera, el cartucho puede tener una forma definida, por ejemplo, como con un material plástico termo-moldeado que tiene una forma de taza troncocónica, o puede tener una forma relativamente indefinida, tal como con una configuración de tipo bolsita en el cual se forma el cartucho mediante una hoja flexible de material. Además, el cartucho puede incluir un filtro (o no), ya sea situado en un espacio interior del cartucho y/o en la superficie externa del cartucho. El filtro puede tener cualquier disposición adecuada, incluyendo material, tamaño, forma y/o configuración. De manera similar, el filtro puede formarse durante el uso del cartucho, por ejemplo, mediante una estructura de perforación que forma una o más aberturas en un miembro impermeable del cartucho de tal manera que las aberturas (posiblemente junto con la estructura de perforación) funcionan como un filtro.

En la etapa S20, un medio de bebidas seco se proporciona en una cámara interna del cartucho. El medio de bebidas incluye por lo menos un ingrediente que forma una bebida cuando se mezcla con un líquido que se introduce en la cámara interna. (Por conveniencia, "bebida" se utiliza en la presente para referirse a un líquido que incluye por lo menos algo del medio de bebidas, tales como materiales solubles del medio. De esta manera, "bebida" se refiere a un líquido sin filtrar en el cartucho, así como un líquido filtrado que sale del cartucho y se destina para el consumo. "Bebidas" también incluye productos que se combinan con otros productos para formar otro líquido que se consume. Por ejemplo, una "bebida" de leche azucarada puede producirse utilizando un primer cartucho, el cual se combina con una "bebida" de café producida utilizando un segundo cartucho para formar una "bebida" tipo capuchino). Por ejemplo, el medio de bebidas puede incluir café tostado y molido que se utiliza para crear una bebida de café. En otro ejemplo, el medio de bebidas puede incluir una crema aglomerada y edulcorante que se utilizan para crear una bebida tipo leche espumante que se combina con otra porción de bebida, tal como una bebida de café, para formar una bebida tipo capuchino. En otro ejemplo, el medio de bebidas puede incluir un material de fruta en polvo, seco (por ejemplo, polvo de fruta secado por congelación o de otra manera polvo de fruta seco) que se utiliza para formar una bebida de fruta cuando se combina con agua. En resumen, el medio de bebidas puede incluir cualquier material adecuado usado para formar una bebida (o una porción de una bebida). El medio de bebidas puede estar dispuesto (por ejemplo, tienen un peso o volumen) para formar una bebida que tiene un volumen total de 946.35 mi (32 onzas) o menos. De esta manera, el cartucho se puede utilizar para formar un volumen relativamente pequeño de bebida, tales como una sola taza.

En la etapa S30, se proporciona un coadyuvante de filtración seco con el medio de bebidas en la cámara interna. El coadyuvante de filtración puede ayudar a reducir la obstrucción de los poros de un filtro utilizado para eliminar material de la porción de bebida formada después de la mezcla de líquido con el medio de bebida. De manera alternativa, o además, el coadyuvante de filtración puede ayudar a mejorar el flujo de líquido a través del medio de bebidas de modo que los ingredientes en el medio de bebidas se disuelven más fácilmente y/o de otro modo a liberar materiales solubles en el líquido. El coadyuvante de filtración puede incluir por lo menos una de perlita, tierra de diatomeas, diatomita, y celulosa, y puede mezclarse junto con o de otra manera estar en contacto con el medio de bebidas. De manera alternativa, el coadyuvante de filtración puede estar revestido sobre el filtro, o una porción del filtro, ya sea antes de la colocación del filtro en el cartucho o después. En algunas modalidades, el coadyuvante de filtración se puede utilizar en diversas relaciones con respecto al medio de bebidas. Por ejemplo, la relación de coadyuvante de filtración a medio de bebidas puede ser de aproximadamente 0.02: 1 en peso o más, por ejemplo, la relación de coadyuvante de filtración a medio de bebidas puede ser de aproximadamente 0.05:1 en peso. En otra modalidad, una relación de área de superficie del filtro al peso del coadyuvante de filtración puede ser de aproximadamente 1 00 cm cuadrados a 1 gramo de coadyuvante de filtración o menos, por ejemplo, 62.5 centímetros cuadrados por gramo de coadyuvante de filtración. En otra modalidad, la cantidad de coadyuvante de filtración incluida en el cartucho (por ejemplo, en peso) puede disponerse en relación con un volumen de bebida que será formada utilizando el cartucho de tal manera que una relación de peso de coadyuvante de filtración a volumen de bebida es de aproximadamente 0.125 a 0.5 gramos/onza líquida de la bebida preparada o más. Estas cantidades de coadyuvante de filtración se han encontrado que son particularmente eficaces cuando se utilizan con los medios de bebidas secas en un cartucho para hacer bebidas, y generalmente implican cantidades significativamente grandes de medios de bebidas que se utilizan normalmente con procesos de filtrado "húmedo" convencionales.

Otro aspecto de la invención incluye un método para formar una bebida utilizando un cartucho que contiene un coadyuvante de filtración. La fig. 8 muestra etapas de ejemplo de un método para formar una bebida en una modalidad ilustrativa. En la etapa S40, un cartucho está asociado con una máquina para formar bebidas que utiliza el cartucho para formar una bebida. La máquina para formar bebidas puede ser una cafetera o una tetera u otro dispositivo capaz de utilizar el cartucho para formar una bebida. En resumen, la máquina para formar bebidas puede tener cualquier disposición adecuada y operar en cualquier forma adecuada. Asociar el cartucho con la máquina para formar bebidas puede implicar la abertura de una cámara de preparación de la máquina y colocar el cartucho en la cámara de preparación. En otra modalidad, asociar el cartucho con la máquina puede implicar colocar el cartucho en una tolva u otro lugar de almacenamiento de modo que la máquina pueda recoger y usar automáticamente el cartucho para formar una bebida, como es el caso con máquinas expendedoras. En una modalidad ilustrativa, la máquina para formar bebidas incluye un receptáculo dispuesto para recibir un cartucho, una entrada de fluido dispuesta para introducir liquido dentro del cartucho, y una salida de fluido para conducir bebida desde el cartucho. La entrada y la salida de fluido pueden incluir elementos de perforación que forman una o más aberturas en el cartucho, por ejemplo, para permitir el flujo de líquido dentro y fuera del cartucho.

En la etapa S50, se introduce un líquido en el cartucho para que el líquido se mezcle con un medio de bebidas en el cartucho. El líquido puede ser cualquier líquido adecuado, incluyendo, agua, leche, agua endulzada, un líquido de café, un líquido de té, agua carbonatada, y otros. El liquido se puede introducir dentro del cartucho de cualquier manera adecuada, tal como mediante perforación, desgarro o de otro modo formando una abertura en el cartucho y proporcionando el líquido a través de la abertura. En una modalidad, un elemento de perforación, tal como una aguja, un cuchillo, una navaja u otro elemento, puede perforar el cartucho para formar una o más aberturas a través de la cual se introduce el líquido. El líquido se puede proporcionar a presión, o no, y puede tener cualquier temperatura adecuada, tal como cerca de temperaturas de ebullición a temperaturas casi de congelación. El líquido se puede proporcionar dentro del cartucho a una velocidad de flujo constante, estabilizado y/o se puede proporcionar en una forma intermitente o de otro tipo. En resumen, los aspectos de la invención no están limitados necesariamente en la forma en la cual el líquido se proporciona para mezclarse con un medio de bebidas en un cartucho.

En la etapa S60, se filtró una bebida formada por la mezcla del líquido con el medio de bebidas. El filtrado de la bebida se puede hacer mediante uno o más elementos de filtro en el cartucho. Por ejemplo, el cartucho puede incluir una o más piezas de papel de filtro, estructuras porosas, aberturas pequeñas, u otras estructuras que funcionan para eliminar partículas por arriba de un tamaño particular de la bebida a medida que fluye desde el cartucho. De manera alternativa, el filtrado se puede hacer mediante una porción de una máquina para bebidas u otro componente separado del cartucho.

En la etapa S70, el filtrado de la bebida es asistido por el uso de un coadyuvante de filtración que está en contacto con el medio de bebidas. Por ejemplo, el coadyuvante de filtración puede mezclarse con el medio de bebidas y sirve para resistir la obstrucción de los poros del filtro y/o para mejorar una porosidad del medio de bebidas para permitir un mejor flujo de líquido a través del medio de bebidas. ("Poros" de un filtro se refieren a cualquier trayectoria de un filtro a través de la cual un liquido puede pasar, y no está necesariamente limitada a cualquier tamaño particular y/o forma de la abertura. De esta manera, un "poro" puede ser una abertura relativamente grande o pequeña, una trayectoria relativamente estrecha y tortuosa a través de un material, o cualquier otra disposición utilizada para filtrar una bebida.) El coadyuvante de filtración puede alternativamente, o adicionalmente, revestirse sobre el filtro o de otra manera estar asociado con el filtro. En el caso de un puré de fruta, el coadyuvante de filtración puede alternativamente, o adicionalmente, mezclarse con un puré de fruta, mientras que el puré está todavía húmedo. Posteriormente, la mezcla de puré y coadyuvante de filtración se seca. Como se discutió anteriormente, el coadyuvante de filtración puede incluir tierra perlita, tierra de diatomeas, diatomita, y/o celulosa, u otros materiales que funcionan como un coadyuvante de filtración. Nótese que las etapas S60 y S70 pueden ocurrir simultáneamente, y no están obligadas a llevar a cabo de forma secuencial.

EJEMPLOS Se realizaron varias pruebas utilizando diferentes materiales de fruta, incluyendo materiales de fresa, cereza y piña secos, en polvo. Las figs. 9-1 1 muestran valores de absorbancia óptica para cada una de las pruebas que involucraron con materiales de fresa, cereza y piña. (Los valores de absorbancia son una indicación del grado relativo de extracción de polvos de frutas diferentes. Es decir, mayores valores de absorbancia son indicativos de una mayor cantidad de materiales extraídos del medio de bebidas. En estos ejemplos, la absorbancia se analizó utilizando un colorímetro UltraScan VIS de Hunter Laboratories, Inc. (Hunter Laboratorios of Campbell, CA. Por supuesto, las características de extracción o de otro tipo de rendimiento de un cartucho de bebida con respecto a la formación de una bebida puede medirse en otras formas, tales como una medición de sólidos disueltos totales, turbidez, sabor, tiempo necesario para formar la bebida, el color de bebidas u otro aspecto, y etc.). Este colorímetro tiene la capacidad de medir la absorbancia a longitudes de onda entre 360 nanómetros y 780 nanómetros.) La finalidad de las pruebas fue explorar los niveles de extracción diferentes (si existe) que resultan del uso de diferentes cantidades coadyuvante de filtración con diferentes polvos de frutas secas. En estas pruebas, el coadyuvante de filtración utilizado fue el material CreaClear SC 150 combinado con el polvo de fruta en un cartucho de marca K-Cup. (Los cartuchos de marca K-Cup se venden por Keurig, Inc., de Reading, MA.) Los cartuchos se utilizan con una cafetera Keurig (Modelo B80) para crear una bebida de 240ml.

Un total de 39 cartuchos de prueba se realizaron para cada tipo de material de frutas secas. Específicamente, todos los cartuchos incluyeron 5 gramos de polvo de fruta molido a mano. Sin embargo, la cantidad de coadyuvante de filtración en los cartuchos se varió como se detalla a continuación. El polvo de fruta para cada cartucho se mezcló (mediante batidora de mano en un vaso de precipitados de vidrio) con una cantidad del coadyuvante de filtración, y la mezcla del medio de bebidas/coadyuvante de filtración se colocó posteriormente en un cartucho de marca K-Cup de filtro tipo estriado y una tapa sellada para cerrar el cartucho. Tres cartuchos para cada una de las siguientes 13 cantidades diferentes de coadyuvante de filtración se realizaron para cada tipo de material de fruta: 0.00 g, 0.25 g, 0.50 g, 0.75 g, 1.00 g, 1.25 g, 1 .50 g, 1.75 g, 2.00 g, 2.50 g, 3.00 g, 4.00 g, 5.00 g. (Para una claridad absoluta, se realizaron tres cartuchos que tienen 0.00 g de coadyuvante de filtración, se realizaron tres cartuchos que tienen 0.25 g de coadyuvante de filtración, y así sucesivamente. Esto se realizo para cada uno de los 3 tipos diferentes de material de fruta seca, resultando en una total de 117 cartuchos preparados para la prueba.) El CreaClear SC 150 tuvo una longitud de fibra promedio de 120 mieras con 85% de una muestra dada que paso a través de un tamiz de malla 170 US.

Cada cartucho se preparó en la cafetera B80 y se utilizo para hacer una bebida de 240 mi que se suministro en un vaso de precipitados de vidrio de 600 mi durante un periodo de 45 segundos. Después de la preparación, los vasos se cubrieron de forma segura para evitar la evaporación durante el proceso de enfriamiento. Cada vaso se dejo enfriar a temperatura ambiente antes de comenzar las pruebas de absorbancia en el colorímetro UltraScan VIS. (El UltraScan VIS se estandarizó cada cuatro a ocho horas o antes de cada batería de pruebas para asegurar datos consistentes y precisos. El proceso de estandarización se inicia dentro del software "EasyMatch QC", que también fue suministrado por Hunter Laboratories, Inc. La primera etapa del proceso de estandarización fue establecer la parte inferior de la escala mediante la simulación de una muestra que absorbe 100% de la luz. Hunter Laboratorios suministro una tarjeta negra para conservarse encendida contra la lente para esta etapa de la estandarización. La segunda etapa del proceso de estandarización fue establecer la parte superior de la escala mediante la calibración del colorímetro a la luz que ha sido transmitida a través de una cubeta de agua destilada a un estándar conocido.) Después de la estandarización de la colorímetro, re realizaron las mediciones de absorbancia colocando las muestras en una cubeta de cuarzo de diez milímetros suministrada por Hunter Laboratories, Inc. La cubeta se lleno a aproximadamente 80% de su volumen para cada medición, y el exterior de la cubeta de cuarzo se limpió cuidadosamente antes de la medición. Cada una de las 1 17 pruebas tuvo un pico de absorbancia a longitudes de onda diferentes. De acuerdo con el espectro electromagnético, las longitudes de onda thes caen dentro de los confines del espectro de luz visible. Los valores de absorbancia para cada muestra se promediaron para obtener una tabla con un valor promedio de absorbancia correspondiente con la cantidad de CreaClear SC 150 en cada producto utilizado. En esta tabla, se trazo una gráfica con trece puntos de datos, uno para cada valor de CreaClear SC 150. Estas gráficas se muestran en las figs. 9 a 11.

Como puede observar en las figs. 9-1 , el pico de extracción de estas condiciones de prueba se produjo para cantidades de coadyuvante de filtración entre aproximadamente 1 gramo y 2.25 gramos. Como una relación de coadyuvante de filtración al peso del medio de bebidas, esto da un rango de relación de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.45. Sin embargo, las gráficas también muestran una extracción mejorada en general para cantidades de material de coadyuvante de filtración arriba de 0.0 gramos a aproximadamente 5 gramos. De esta manera, la extracción mejorada se encontró para relaciones de coadyuvante de filtración al medio de bebidas de ligeramente arriba de 0.0 a aproximadamente 1.0, por ejemplo, aproximadamente 0.5 a 1.0. Además, los picos para la extracción se encontraron para un rango de cantidades de coadyuvante de filtración de aproximadamente 0.75 gramos a aproximadamente 2.75 gramos, es decir, en este caso relaciones de coadyuvante de filtración/medio de bebidas de aproximadamente 0.15 a aproximadamente 0.55. Esta prueba también muestra que el uso de coadyuvante de filtración puede ser eficaz con clases de frutas simples, agregadas y múltiples. (Cereza, fresa y piña caen dentro de clases de frutas simples, agregadas y múltiples, respectivamente.) Habiendo descrito de esta manera varios aspectos de por lo menos una modalidad de esta invención, es que se apreciará que diversas alteraciones, modificaciones y mejoras serán aparentes fácilmente a aquellos expertos en la técnica. Tales alteraciones, modificaciones y mejoras están destinadas a ser parte de esta descripción, y se pretende que estén dentro del espíritu y alcance de la invención. En consecuencia, la descripción y los dibujos anteriores son a modo de ejemplo solamente.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1.- Un método para formar una bebida, que comprende las etapas de: proporcionar un cartucho que tiene un espacio interno; proporcionar un medio de bebidas seco en el espacio interno del cartucho, el medio de bebidas incluye por lo menos un ingrediente que forma una bebida cuando se mezcla con un líquido que se introduce dentro de la cámara interna; y proporcionar un coadyuvante de filtración con el medio de bebidas en el espacio interno, el coadyuvante de filtración ayuda en el flujo de líquido a través del medio de bebidas o un filtro utilizado para eliminar material de la bebida formado después de la mezcla de líquido con el medio de bebidas. 2 - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente las etapas de: asociar el cartucho con una máquina de formación de bebidas que utiliza el cartucho para formar una bebida; introducir un líquido dentro del cartucho que se mezcla con el medio de bebidas; formar una bebida a partir del líquido y medio de bebidas; filtrar la bebida con el filtro; y ayudar a filtrar la bebida mediante el uso del coadyuvante de filtración. 3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el medio de bebidas está dispuesto para formar una bebida que tiene un volumen de aproximadamente 946.35 mi (32 onzas) o menos. 4. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente mezclar el coadyuvante de filtración con el medio de bebidas antes de proporcionar el coadyuvante de filtración y el medio de bebidas en el espacio interno. 5. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el medio de bebidas incluye material de fruta o verdura, material de fruta seca, material de vegetal seco, café tostado y molido, o té de hojas. 6.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el coadyuvante de filtración incluye por lo menos una de perlita, tierra de diatomeas, diatomita, y celulosa. 7. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el cartucho incluye una taza con una abertura, un filtro colocado en la taza, y una tapa asegurada a la taza para cerrar la abertura. 8. - El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque comprende adicionalmente las etapas de: perforar la taza o tapa para formar una primera abertura; introducir líquido dentro del cartucho a través de la primera abertura para mezclar el líquido con el medio de bebidas y formar una bebida; filtrar la bebida utilizando el filtro; perforar la taza o tapa para formar una segunda abertura; y retirar una bebida del cartucho, la bebida retirada del cartucho siendo filtrada por el filtro. 9. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el líquido es agua a una temperatura de aproximadamente 65.55 °C (150 °F) o mayor. 10. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el filtro es papel de filtro permeable. 1 1. - Un cartucho para bebidas, que comprende: un recipiente que tiene un espacio interno; un filtro unido al recipiente; un medio de bebidas seco en el espacio interno, el medio de bebidas incluye por lo menos un ingrediente que forma una bebida cuando se mezcla con un líquido; y un coadyuvante de filtración seco asociado con el medio de bebidas en el espacio interno. 12. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el filtro está dispuesto en el espacio interno para separar dos porciones del espacio interno de tal manera que el medio de bebidas y el coadyuvante de filtración están colocados en una primera porción que está separada mediante el filtro de una segunda porción. 13. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el medio de bebidas está dispuesto para formar una bebida que tiene un volumen de aproximadamente 32 onzas o menos. 14.- El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el medio de bebidas incluye material de fruta o de verdura o de vegetal. 15.- El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el medio de bebidas incluye material de fruta seco, material de vegetal seco, café tostado y molido, o té de hojas. 16. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el coadyuvante de filtración incluye por lo menos una de perlita, tierra de diatomeas, diatomita, y celulosa. 17. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el coadyuvante de filtración se mezcla con el medio de bebidas. 18. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el coadyuvante de filtración tiene un peso que es aproximadamente de 2-50% de un peso del medio de bebidas. 19 - El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque una relación del peso del coadyuvante de filtración al peso del medio de bebidas es de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 0.5. 20. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el filtro incluye una estructura de papel de filtro que sostiene el medio de bebidas y el coadyuvante de filtración. 21 . - El cartucho de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque el recipiente incluye una taza impermeable con una abertura y una tapa impermeable fijada a la taza para cerrar la abertura de tal manera que el medio de bebidas y el coadyuvante de filtración están contenidos en un ambiente cerrado. 22 - El cartucho de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque la taza y la tapa son perforables para permitir la introducción de líquido dentro del recipiente y para permitir que la bebida salga del recipiente. 23.- El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el recipiente es impermeable a la humedad. 24. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el recipiente está dispuesto para ser recibido por una máquina para formación de bebidas que utiliza el cartucho para formar una bebida utilizando el medio de bebidas. 25. - Un cartucho para bebida, que comprende: un recipiente que tiene un espacio interno; un medio de bebidas en el espacio interno, el medio de bebidas incluye por lo menos un ingrediente que forma una bebida cuando se mezcla con un liquido; y un filtro compuesto que comprende: un papel de filtro que incluye una primera porción de fibras de celulosa consolidadas, en donde el papel de filtro separa primera y segunda porciones del espacio interno; y una segunda porción de fibras de celulosa sueltas separadas del papel de filtro y contenidas en la primera porción del espacio interno. 26. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque por lo menos algo del medio de bebidas está en contacto con las fibras de celulosa sueltas en la primera porción del espacio interno. 27. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el medio de bebidas en la primera porción del espacio interno se mezcla con las fibras de celulosa sueltas. 28. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque las fibras de celulosa sueltas tienen un peso total que es de aproximadamente 2-50% de un peso del medio de bebidas. 29. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque una relación de un peso total de las fibras de celulosa sueltas a un peso de medio de bebidas es de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 0.5. 30.- El cartucho de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el recipiente incluye una taza impermeable con una abertura y una tapa impermeable fijada a la taza para cerrar la abertura de tal manera que el medio de bebidas y las fibras de celulosa sueltas están contenidas en un ambiente cerrado. 31.- El cartucho de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque la taza y la tapa son perforables mediante una máquina para bebidas para permitir la introducción de líquido dentro del recipiente y para permitir que la bebida salga del recipiente. 32. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el recipiente es impermeable a la humedad. 33. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el recipiente está dispuesto para ser recibido por una máquina para formar bebidas que utiliza el cartucho para formar una bebida utilizando el medio de bebidas. 34.- El cartucho de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque las fibras de celulosa sueltas cada una tiene una longitud que es aproximadamente de 60-145 mieras. 35.- ' El cartucho de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque las fibras de celulosa sueltas están mezcladas con el medio de bebidas antes de la colocación en el recipiente.