ES2614898T3 - Una cápsula para preparar composiciones comestibles - Google Patents

Abstract

Una cápsula (1) para contener un ingrediente alimenticio, adaptada para utilizar en una máquina de preparación de alimentos capaz de inyectar un fluido bajo presión dentro de dicha cápsula para preparar un alimento, comprendiendo dicha cápsula un cuerpo de cápsula con paredes laterales (2), una pared superior (3), y una membrana inferior perforable flexible impermeable (4), caracterizada por el hecho de que comprende además una estructura de soporte rígida (5, 7) situada adyacente y fuera de dicha membrana inferior perforable flexible, tal que dicha estructura cubre y soporta parcialmente dicha membrana (4), en el que al menos un área de soporte de la estructura de soporte (5, 7) está situada de modo que soporta el centro de la membrana inferior (4) de dicha cápsula (1).

Description

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DESCRIPCION

Una capsula para preparar composiciones comestibles Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a una capsula de ingredientes para utilizar en una maquina de preparacion de alimentos, habitualmente una maquina de preparacion de bebidas.

Antecedentes de la invencion

Son bien conocidas maquinas para la preparacion de bebidas en el area de los alimentos y de bienes de consumo. Tales maquinas permiten a un consumidor preparar en casa un tipo dado de bebida, por ejemplo, una bebida a base de cafe, por ejemplo, una taza de cafe espresso o infusion.

Hoy en dfa, la mayona de maquinas de preparacion de bebidas para la preparacion de una bebida en casa comprenden un sistema hecho de una maquina que puede alojar ingredientes en porciones para la preparacion de la bebida. Tales porciones pueden ser bolsas o almohadillas blandas, o sobres, pero cada vez mas sistemas utilizan porciones ngidas o semi-ngidas tales como bolsas o capsulas ngidas. A continuacion, se considerara que la maquina de bebidas de la invencion es una maquina para la preparacion de bebidas que trabaja con una capsula ngida o semi-ngida.

La maquina comprende un recipiente o cavidad para alojar dicha capsula y un sistema de inyeccion de fluido para inyectar un fluido, preferentemente agua, bajo presion en la capsula. El agua inyectada bajo presion en la capsula, para la preparacion de un cafe segun la presente invencion, esta preferentemente caliente, es decir, a una temperatura por encima de 70°C. Sin embargo, en algunos casos particulares, tambien puede estar a temperatura ambiente, o incluso fno. La presion dentro de la camara para capsulas durante la extraccion y/o disolucion del contenido de la capsula es habitualmente alrededor de 1 a 8 bares para la disolucion de productos y alrededor de 2 a 12 bares para la extraccion de cafe molido y tostado. Dicho proceso de preparacion se diferencia mucho del denominado proceso de “infusion” para la preparacion de la bebida - particularmente para te y cafe, en el hecho de que la infusion implica un largo periodo de tiempo de infusion del ingrediente mediante un fluido (por ejemplo, agua caliente), mientras que el proceso de preparacion de bebida permite a un consumidor preparar una bebida, por ejemplo cafe, en pocos segundos.

El principio de extraccion y/o disolucion del contenido de una capsula cerrada bajo presion es conocido, y consiste habitualmente en insertar la capsula en un recipiente o cavidad de una maquina, inyectar una cantidad de agua presurizada en la capsula, generalmente despues de perforar una cara de la capsula con un elemento de inyeccion perforador tal como una aguja de inyeccion de fluido montada en la maquina, de modo que crea un ambiente presurizado dentro de la capsula para extraer la sustancia o bien disolverla, y seguidamente liberar la sustancia extrafda o la sustancia disuelta a traves de la capsula. Capsulas que permiten la aplicacion de este principio ya se han descrito por ejemplo en las patentes europeas del solicitante EP 1472156 B1, y EP 1784344 B1.

Maquinas que permiten la aplicacion de este principio ya se han descrito por ejemplo en las patentes CH 605 293 y EP 242 556. Segun estos documentos, la maquina comprende un recipiente o cavidad para la capsula y un elemento de inyeccion y perforacion en forma de aguja hueca que comprende en su region distal uno o mas orificios de inyeccion de lfquido. La aguja tiene una doble funcion en el que abre la parte superior de la capsula por un lado, y en el que forma el canal de entrada de agua hacia la capsula por otro lado.

La maquina comprende ademas un tanque de fluido - en la mayona de casos este fluido es agua - para almacenar el fluido que se utiliza para disolver y/o preparar y/o extraer bajo presion el ingrediente contenido en la capsula. La maquina comprende un calefactor tal como un hervidor o un intercambiador de calor, que es capaz de calentar el agua utilizada a temperaturas de trabajo (habitualmente temperaturas de hasta 80-90°C). Finalmente, la maquina comprende un elemento de bombeo para la circulacion del agua desde el tanque a la capsula, opcionalmente a traves del calefactor. La forma en que el agua circula dentro de la maquina es, por ejemplo, seleccionada a traves de unos medios de valvula selectivos, como por ejemplo, una valvula peristaltica del tipo descrito en la solicitud de patente europea EP 2162653 A1 del solicitante.

Cuando la bebida a preparar es cafe, una forma interesante de preparar el cafe es proporcionar al consumidor con una capsula que contenga cafe en polvo molido y tostado, que se extrae con agua caliente inyectada.

En muchos casos, la maquina comprende un soporte de capsula para sostener una capsula, que esta previsto para insertarse y extraerse de una correspondiente cavidad o recipiente de la maquina. Cuando un soporte de capsula

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esta cargado con una capsula y se inserta dentro de la maquina de una forma funcional, los medios de inyeccion de agua de la maquina pueden conectarse de forma fluida con la capsula para inyectar agua para preparar un alimento, como se ha descrito anteriormente. Un soporte de capsulas se describe por ejemplo en la patente europea EP 1967100 B1 del solicitante.

Se han desarrollado capsulas para tal aplicacion de preparacion de alimentos, y en particular para la preparacion de bebidas, que se describen y reivindican en la patente europea EP 1784344 Bl del solicitante o en la solicitud de patente europea EP 2062831.

En resumen, tales capsulas comprenden habitualmente:

- Un cuerpo hueco y una pared de inyeccion que es impermeable a lfquidos y al aire y que esta unida al cuerpo y adaptada para ser perforada, por ejemplo, con una aguja de inyeccion de la maquina,

- Una camara que contiene un lecho de cafe molido y tostado a extraer, o un ingrediente soluble o mezcla de ingredientes solubles,

- Una membrana de aluminio dispuesta en el extremo base de la capsula, que cierra la capsula, para retener la presion interna en la camara.

La membrana de aluminio esta disenada para ser perforada con medios de perforacion que estan integrados con la capsula, o estan situados por fuera de dicha capsula, por ejemplo, dentro de un soporte de capsula de la maquina.

En el campo de la presente invencion, se considera que los medios perforadores estan situados fuera de la capsula, por ejemplo los medios perforadores estan integrados en un soporte de capsula.

Habitualmente, los medios perforadores son una placa que tiene una superficie sensiblemente discoidal cubierta con elementos perforantes tales como piramides o crestas, adaptadas en forma y tamano para perforar a traves de la membrana inferior de la capsula cuando esta se dobla debido a presion de fluido interna que se crea dentro de la capsula. Mas alla del efecto perforador, los medios perforadores tambien tienen la funcion de soporte de la membrana inferior, y asegura que esta no se doble demasiado cuando se somete a presion interna dentro de la capsula. Por lo tanto, evita que la membrana inferior sea desgarrada completamente abierta por la presion. Esto resultara particularmente indeseable, ya que una abertura ancha a traves de la membrana podna permitir el paso a traves del ingrediente (por ejemplo, cafe molido y tostado), y caer en la taza del consumidor, que dana lugar contaminacion de la bebida dando una calidad del producto en la taza muy pobre. La abertura de la membrana inferior por los medios perforadores es por lo tanto el resultado de un efecto mecanico equilibrado, proporcionando pequenas aberturas a traves de la membrana, que son debidas a la accion de los elementos perforantes, mientras que los mismos medios perforadores evitan una abertura amplia, rotura o de forma similar un desgarre amplio de la mima membrana inferior.

Tal como se describe y se ilustra en las publicaciones de la tecnica anterior, por ejemplo, en EP 1472156 B1, o en EP 2444339 A1 la superficie de los medios perforadores -que en la tecnica anterior citada es una placa perforante - corresponde sensiblemente a la superficie de la membrana inferior perforable de la capsula.

En algunos ejemplos, particularmente cuando la maquina de bebidas es compatible con varios tipos de capsulas, los medios perforadores pueden estar disenados tal que su superficie no corresponda con toda la superficie de la membrana inferior. Por ejemplo, el centro de los medios perforadores pueden ser huecos, y los elementos perforantes esten distribuidos a traves de un area anular en vez de un area discoidal.

En tales ejemplos cuando la superficie de los medios perforadores no corresponde con la superficie de la membrana inferior perforable de la capsula, esta puede romperse o desgarrarse antes de que se alcance la presion apropiada dentro de la capsula.

La rotura de la capsula puede ser tal que una abertura demasiado amplia se cree a traves de la membrana inferior de dicha capsula, a traves de la cual algun ingrediente no consumible, por ejemplo, partfculas de cafe, pueden escapar y circular hacia la taza, lo que resulta especialmente indeseable, ya que da lugar a una dispensacion del producto desorganizada, y una pobre calidad del producto resultante en la taza (por ejemplo, mezcla de cafe lfquido con partfculas solidas de cafe). Esto es especialmente el caso de si los medios perforadores de la maquina comprenden una zona que esta hueca, es decir, no comprende.

Ademas, el producto a preparar dentro de la capsula necesita una presion y temperatura apropiada, a fin de conseguir la mejor textura y sabor. Si la membrana inferior de la capsula se abre demasiado rapido, no se alcanza la presion interna adecuada dentro de la capsula y el producto resultante no tiene la calidad sensorial apropiada.

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Se describen capsulas en un cierto numero de publicaciones de la tecnica anterior, en particular EP 1710173, US2010077928, EP2210827, US2010307930 y en US2009032454, que comprenden una estructura ngida en relacion con paredes delgadas permeables o fragiles, sin embargo, ninguna de las capsulas descritas en estos documentos requiere o muestra una solucion que evite que una pared delgada flexible impermeable se rompa o de otro se dane accidentalmente debido a un alto diferencial de presion entre los dos lados de dicha pared.

Es por lo tanto un objeto principal de la invencion proporcionar una capsula de ingredientes para utilizar en un alimento, por ejemplo, una maquina de preparacion de bebidas, que evita la abertura inadecuada de la capsula (habitualmente demasiado temprano y/o demasiado ancha), y de este modo proporciona la mejor calidad en la taza del usuario, en particular cuando los medios perforadores de la maquina no estan concretamente adaptados para abrir dicha capsula.

Resumen de la invencion

El objetivo principal expuesto con anterioridad se cumple con una capsula para contener un ingrediente alimenticio, adaptada para utilizar en una maquina de preparacion de alimentos capaz de inyectar un fluido bajo presion dentro de dicha capsula para preparar un alimento, comprendiendo dicha capsula un cuerpo de capsula con paredes laterales, una pared superior, y una membrana inferior perforable flexible impermeable, caracterizada por el hecho de que comprende ademas una estructura de soporte ngida situada adyacente y fuera de dicha membrana inferior perforable flexible, de manera que dicha estructura cubre y soporta parcialmente dicha membrana.

El efecto de soporte obtenido por la estructura de soporte es contra una deformacion vertical de la membrana inferior perforable, en alguna area donde la deformacion, y perforacion de dicha membrana no es necesaria. Esto es por ejemplo el caso en el centro de dicha membrana inferior. Ya que esta es deformable, cuando se crea una presion dentro del compartimento de la capsula, la presion actua verticalmente contra la membrana inferior, que tiende a doblarse hacia abajo. La rotura o desgarre de dicha membrana sucede demasiado rapido, preferentemente en el centro, en ausencia de la estructura de soporte segun la invencion.

En una realizacion especialmente preferida de la invencion, la estructura de soporte comprende:

(i) Al menos un area de soporte que tiene un espesor y una rigidez suficiente para resistir presion interna dentro de dicha capsula, hasta 12 bares, preferentemente hasta 15 bares, mas preferentemente hasta 20 bares, y

(ii) Al menos un area abierta funcional, perforada o de lo contrario abierta que no soporta la membrana inferior de la capsula.

Al menos un area de soporte de la estructura de soporte esta situada de modo que soporta el centro de la membrana inferior.

Tambien ventajosamente, la estructura de soporte puede estar mtegramente formada con las paredes laterales de la capsula, por ejemplo, mediante moldeo por inyeccion de las paredes laterales de la capsula con la estructura de soporte en el fondo. En tal caso, la membrana inferior perforable de la capsula puede ser soldada en el tramo inferior interior de las paredes laterales de la capsula despues.

En una realizacion preferida de la invencion, la membrana inferior flexible es perforable cuando la presion dentro de la capsula esta comprendida entre 0,1 y 20 bares, preferentemente entre 1 y 15 bares, mas preferentemente entre 2 y 12 bares.

Ventajosamente, la membrana inferior puede estar hecha de aluminio y tener un espesor comprendido entre 10 pm y 100 pm, preferentemente 20 pm y 50 pm.

Tambien ventajosamente, el espesor de las paredes laterales puede estar entre 50 pm y 1000 pm, preferentemente entre 100 pm y 500 pm.

En cualquier caso, el ingrediente es preferentemente un ingrediente de bebida, tal como cafe molido y tostado, te de hojas, chocolate, te, cafe en polvo soluble, zumo de verduras y/o fruta, sopa, leche o crema, un producto de nutricion infantil, o una combinacion de estos.

Breve descripcion de los dibujos

Caractensticas y ventajas adicionales de la presente invencion se describiran, y resultaran evidentes a partir de la descripcion de las realizaciones actualmente preferidas que se exponen a continuacion con referencia a los dibujos

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en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva esquematizada, parcialmente cortada, de una primera realizacion de una capsula de acuerdo con la presente invencion;

La figura 2 es una vista en perspectiva esquematizada, parcialmente cortada, de una segunda realizacion de una capsula de acuerdo con la presente invencion.

Descripcion detallada de la invencion

La capsula 1 ilustrada en la figura 1 esta adaptada para contener un ingrediente de bebida, tal como cafe molido y tostado. Comprende un cuerpo de capsula ngido o semirngido termoconformado con paredes laterales 2, una membrana superior perforable 3 que esta sellada en los bordes superiores de las paredes laterales, y una membrana inferior perforable flexible 4 que esta sellada en la superficie interna de las paredes laterales, en su parte inferior.

Segun la invencion, la capsula comprende una estructura de soporte 5 que esta mtegramente hecha con las paredes laterales 2 cuando dicha capsula esta termoconformada a partir de una sola lamina de plastico. La capsula comprende ademas ventanas perforadas 6 que definen orificios dispensadores. A traves de las ventanas inferiores, la membrana inferior 4 es visible, y accesible desde fuera, ya que dicha membrana es adyacente a la estructura de soporte 5, como se muestra en la figura 1.

Cuando la capsula esta insertada funcionalmente en el recipiente de una maquina de preparacion de bebidas, y dicha capsula inyecta un fluido bajo presion a traves de la membrana superior 3, en la capsula, se crea una presion de fluido dentro de la capsula. A medida que aumenta la presion de fluido, la membrana inferior es capaz de desviarse y doblarse hacia abajo, hasta que contacta con elementos perforantes tales como pequenas piramides puntiagudas de medios de perforacion - por ejemplo una placa perforante - dispuesta por debajo. La placa perforante es parte de la maquina, por ejemplo, puede estar integrada en el soporte de capsula de dicha maquina. Cuando la membrana se dobla y presiona lo suficiente sobre los elementos perforantes, se perfora y la bebida preparada dentro de la capsula al mezclar el ingrediente de bebida y el fluido bajo presion, puede escapar y circular hacia una taza situada debajo. La superficie de las ventanas redondeadas es suficiente para asegurar que la membrana inferior 4 no flexiona demasiado de modo que se rompa y abre, en particular en su tramo central.

Alternativamente, en un proceso de fabricacion termoconformado y punzonado, la capsula segun la invencion, y tal como se ilustra en la figura 1, puede inyectarse en una pieza. Como otra posible alternativa, la capsula puede inyectarse en dos piezas, una para las paredes laterales 2 de la capsula y la otra para la estructura de soporte 5, siendo ambas partes a continuacion montadas para completar el cuerpo de la capsula.

Todas las partes constitutivas de la capsula, incluyendo las membranas superior 3 e inferior 4, son impermeables, y preferentemente estan hechas de un material estanco a los gases. Es importante que ningunas de las paredes de la capsula sea permeable a los lfquidos, a fin de asegurar que pueda crearse una presion de fluido adecuada dentro de la capsula durante la preparacion del producto alimenticio o bebida. Perdidas de fluido a traves de una pared de la capsula pueden llevar a crear una pobre presion interna que impactana negativamente en la calidad del producto, y en algunos casos, podna incluso evitar que la membrana inferior 4 se doble lo suficiente hacia los medios perforadores de la maquina, dando lugar a que la capsula no se abra del todo, lo que es naturalmente totalmente indeseable.

Una realizacion alternativa de la invencion se ilustra en la figura 2. La capsula 1 mostrada en esta es muy similar a la capsula de la figura 1 descrita anteriormente. Sin embargo, en ese caso, las paredes laterales 2 de la capsula no se extienden al lado inferior del cuerpo de capsula, tal que la membrana inferior perforable 4 es ampliamente accesible por debajo de dicha capsula. La estructura de soporte comprende un tramo central principal 1 que esta unido al borde inferior de las paredes laterales 2 de la capsula por al menos dos, preferentemente tres, mas preferentemente por cuatro brazos de conexion 7.

Cuando la capsula se inserta funcionamiento dentro del correspondiente recipiente de la capsula de una maquina preparacion de alimentos (por ejemplo, bebida), y cuando se inyecta un fluido bajo presion dentro de dicha capsula a traves de la membrana superior 3, la presion de fluido dentro de la capsula aumenta a medida que dicho fluido se mezcla con un ingrediente alimenticio contenido dentro. A medida que se crea una presion en la capsula, la membrana inferior 4 flexiona y contacta con los elementos perforantes (por ejemplo, resaltes en forma piramidal con punta) de los medios perforadores de la maquina (no ilustrados en los dibujos). Cuando la presion de fluido dentro de dicha capsula es suficiente, los tramos de la membrana inferior 4 en contacto con los elementos perforantes son suficientes para perforar a traves de dicha membrana y permite que el producto preparado dentro de dicha capsula sea liberado. En vez de la presion de apertura relativamente alta, que puede ser superior a 15 bares, pero esta

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preferentemente dentro del rango de 2 a 12 bares, toda la membrana puede que no flexione tal que una fuerza mecanica ejercida en dicha membrana sea insuficiente para desgarrar esta por completo.

Con una capsula de acuerdo con la invencion, un equilibrio adecuado se consigue entre:

- El efecto soporte de la estructura de soporte 5, que asegura que toda la membrana no flexione y por lo tanto evita la rotura completa, y

- La posibilidad de que algunas partes de dicha membrana inferior flexione sobre los medios perforadores tal que pueden ser perforadas con pequenos agujeros dispensadores que tienen un diametro suficientemente pequeno para permitir que atraviese un lfquido sin partfculas solidas, por ejemplo, agujeros perforados que tienen un diametro dentro del rango de 10 pm a 1000 pm, preferentemente entre 50 pm y 700 pm.

Con el fin de conseguir dicho efecto de deformacion equilibrado adecuado de la membrana inferior, la superficie de la estructura de soporte 5 es preferentemente tal que la superficie de la membrana inferior 4 que no esta soportada, es decir, que es libre de flexionar bajo una presion interna en la capsula, corresponde a la superficie de los medios de perforacion que esta cubierta con elementos perforantes. Tal como se ha explicado anteriormente, dichos elementos perforantes no solamente juegan el papel de abrir estructuras, sino al mismo tiempo, limitan la deformacion de la membrana inferior, tal que esta es perforada sin desgarre.

Finalmente, el soporte de la membrana inferior puede estar fabricado al cubrir dicha membrana inferior con un pegamento u otro material polimerico adecuado que solidifica, que proporciona un soporte cubierto indeformable, solido.

Se sobreentendera que diversos cambios y modificaciones en las realizaciones actualmente preferidas descritas en esta memoria seran evidentes para aquellos expertos en la materia. Tales cambios y modificaciones pueden realizarse sin apartarse del ambito de la presente invencion y sin disminuir sus ventajas previstas. De este modo, se pretende que dichos cambios y modificaciones esten cubiertos por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

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   REIVINDICACIONES

   1. Una capsula (1) para contener un ingrediente alimenticio, adaptada para utilizar en una maquina de preparacion de alimentos capaz de inyectar un fluido bajo presion dentro de dicha capsula para preparar un alimento, comprendiendo dicha capsula un cuerpo de capsula con paredes laterales (2), una pared superior (3), y una membrana inferior perforable flexible impermeable (4), caracterizada por el hecho de que comprende ademas una estructura de soporte ngida (5, 7) situada adyacente y fuera de dicha membrana inferior perforable flexible, tal que dicha estructura cubre y soporta parcialmente dicha membrana (4), en el que al menos un area de soporte de la estructura de soporte (5, 7) esta situada de modo que soporta el centro de la membrana inferior (4) de dicha capsula (1).
2. 2. Una capsula (1) segun la reivindicacion 1, en el que dicha estructura de soporte (5, 7) comprende:

   (i) al menos un area de soporte (5) que tiene un espesor y una rigidez suficiente para resistir la presion interna dentro de dicha capsula, hasta 12 bares, preferentemente hasta 15 bares, mas preferentemente superior a 20 bares, y

   (ii) al menos un area abierta funcional, perforada o de lo contraria abierta que no soporta la membrana inferior (4) de la capsula (1).
3. 3. Una capsula (1) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha estructura de soporte esta mtegramente formada con las paredes laterales de la capsula.
4. 4. Una capsula (1) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la membrana inferior flexible (4) es perforable cuando la presion dentro de la capsula esta comprendida entre o, y 20 bares, preferentemente entre 1 y 15 bares, mas preferentemente entre 2 y 12 bares.
5. 5. Una capsula (1) segun la reivindicacion 4, en el que dicha membrana inferior (4) esta hecha de aluminio y presenta un espesor comprendido entre 10 pm y 100 pm, preferentemente 20 pm y 50 pm.
6. 6. Una capsula (1) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el espesor de las paredes laterales (2) esta entre 50 pm y 1000 pm, preferentemente entre 100 pm y 500 pm.
7. 7. Una capsula (1) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ingrediente es un ingrediente de bebida, tal como cafe molido y tostado, te de hojas, un cafe en polvo soluble, te, chocolate, zumo vegetal y/o de fruta, sopa, leche o crema, producto de nutricion infantil, o una combinacion de estos.