ITUB20159471A1

ITUB20159471A1 - Capsula monouso per macchine di erogazione di bevande in forma di infuso

Info

Publication number: ITUB20159471A1
Application number: ITUB2015A009471A
Authority: IT
Inventors: Roberto Stefanoni
Original assignee: Imper Spa
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-22
Also published as: EP3393937A1; US20180362249A1; WO2017109718A1

Description

CAPSULA MONOUSO PER MACCHINE DI EROGAZIONE DI

BEVANDE IN FORMA DI INFUSO

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione riguarda in generale la preparazione di bevande in forma di infuso, come ad esempio caffè, tè, tisane e simili, ma anche bevande a base di sciroppi, concentrati liquidi ed in polvere a partire da capsule monouso ed in particolare una capsula monouso di tipo monodose o pluridose per macchine per la preparazione di tali bevande.

Background

Le capsule monouso utilizzate nelle macchine di erogazione di bevande in forma di infuso contengono un prodotto in forma granulare o particellare, ad esempio caffè. Come noto, una bevanda finale è ottenuta attraverso un processo di “estrazione”, che consiste nel far attraversare la capsula con il prodotto in forma granulare da un liquido di infusione alimentato in pressione e ad elevata temperatura, tipicamente acqua. Il liquido di infusione, uscente dalla capsula arricchito dall’ aroma del prodotto in forma granulare costituisce la bevanda desiderata, che viene opportunamente incanalata all’ interno di una macchina di erogazione e servita da una sua testa di erogazione ad esempio in una tazza.

Note capsule di tipo monouso comprendono un corpo cavo a forma di tazza la cui sommità, aperta, è provvista di una flangia sulla quale è applicato a tenuta un coperchio generalmente costituito da una pellicola impermeabile ai gas. Tale pellicola ha la funzione di sigillare la cavità del corpo a tazza per consentire la conservazione nel tempo del prodotto in forma granulare o particellare in essa contenuto.

Durante il processo di estrazione, la capsula viene inserita in una camera di infusione e successivamente forata con speciali perforatori sia in corrispondenza del fondo del corpo a forma di tazza che sulla sommità sigillata dalla pellicola impermeabile ai gas. I fori così realizzati consentono il passaggio di un flusso di liquido attraverso la capsula da una sua estremità all’ estremità opposta. A seconda della tipologia di macchina di erogazione, il liquido può procedere dal fondo del corpo principale a forma di tazza verso la sommità oppure nel verso opposto.

Poiché una bevanda estratta dalla capsula viene incanalata all’ interno di una macchina di erogazione e servita da una sua testa di erogazione ad esempio in una tazza, è difficile, se non addirittura impossibile, evitare contaminazioni di gusto tra bevande differenti prodotte una dopo Γ altra, ad esempio caffè, tè e cioccolata, dovute ai residui che permangono a seguito di una fase di infusione tipicamente sui perforatori, ma anche nei canali di efflusso ricavati nella testa di erogazione.

Per ovviare a questo inconveniente sono state sviluppate capsule per la preparazione di bevande infuse che si aprono sotto l’effetto della pressione del liquido di infusione utilizzando speciali mezzi di apertura in esse racchiusi. La bevanda estratta fuoriesce dalla macchina di erogazione direttamente dalla capsula senza interagire con canali di efflusso, così evitando ogni possibile contaminazione di gusto tra bevande differenti.

Un esempio di tale capsula è descritto nel brevetto europeo EP 1472156 Bl. La capsula comprende una camera chiusa contenente un prodotto in forma granulare o particellare e mezzi atti a consentire l’apertura della capsula, in cui l’apertura è ottenuta grazie al movimento relativo tra i mezzi di apertura ed una pellicola di chiusura della camera, tale movimento relativo essendo causato per effetto dell’ aumento di pressione all’interno della camera generato dall’ingresso del liquido di infusione. Secondo una forma realizzati va, i mezzi di apertura comprendono una pluralità di elementi acuminati montati su un disco di supporto alloggiato sul fondo della capsula al di sotto della pellicola di chiusura della camera. Una volta perforata la pellicola, la bevanda infusa che fuoriesce dalla camera passa attraverso i canali che si formano tra la pellicola stessa e gli elementi acuminati e viene raccolta sul fondo della capsula, nel quale è ricavata un’apertura di erogazione. Il movimento relativo avviene in particolare una volta superata una soglia di pressione che consente di vincere la resistenza meccanica opposta dai mezzi di apertura e dalla pellicola di chiusura.

Un problema delle capsule di questa tipologia è la difficoltà di prevedere con esattezza la soglia di pressione superata la quale avviene l’apertura della capsula. La pressione interna infatti può variare a seconda della struttura della pellicola, del suo spessore e del materiale di cui essa è fatta, nonché dalla forma e dalle dimensioni degli elementi acuminati, che risentono delle tolleranze di fabbricazione.

La variabilità della soglia di pressione in seguito alla quale vengono attivati i mezzi di apertura determina una variabilità del flusso del liquido di infusione attraverso il prodotto contenuto nella capsula, ciò che non consente di garantire la costanza delle caratteristiche organolettiche della bevanda infusa ottenuta e che può essere percepito negativamente dagli utilizzatori.

Questo problema è risolto da una capsula monouso per macchine di erogazione di bevande in forma di infuso oggetto della domanda di brevetto italiano copendente 102015000051841 a nome della richiedente.

Tale capsula è provvista di mezzi di apertura alloggiati in una sua camera chiusa a tenuta da un coperchio e da una pellicola interna, in cui i mezzi di apertura comprendono un inserto mobile assialmente tra una posizione di assemblaggio o confezionamento, nella quale esso poggia sul fondo della capsula con una sua porzione troncoconica e preme contro un coperchio della capsula con un suo stelo deformandolo verso esterno, ed una posizione di apertura, nella quale, agendo sullo stelo, esso è fatto avanzare in direzione assiale verso il fondo ed una pluralità di elementi di perforazione ricavati nella sua porzione troncoconica interferiscono con la pellicola interna lacerandola.

Secondo una forma di realizzazione della capsula monouso oggetto domanda di brevetto italiano copendente 102015000051841, l’inserto comprende vantaggiosamente un elemento a forma di tazza alloggiato nella capsula in una sede ricavata in prossimità del suo bordo flangiato. L’elemento a forma di tazza è provvisto di un foro centrale nel quale è inserito scorrevolmente lo stelo dell’inserto. D foro centrale consente di posizionare correttamente l’inserto nel corpo della capsula durante il suo assemblaggio o confezionamento e di guidarlo favorendone il movimento assiale verso la posizione di apertura.

Lo stelo dell’inserto ed il foro dell’elemento a forma di tazza sono configurati in modo da realizzare un accoppiamento a tenuta nella posizione di assemblaggio o confezionamento, cosicché l’elemento a forma di tazza divide la cavità del corpo della capsula in due settori, uno inferiore tra esso ed il fondo nel quale è contenuto il prodotto in forma granulare o particellare ed uno superiore tra esso ed il coperchio nel quale può essere vantaggiosamente inserito in fase di confezionamento un secondo prodotto, ad esempio latte in polvere od altro ingrediente o, più in generale, reagente.

Questa particolare tipologia di capsula risulta perfettibile per quanto riguarda l’accoppiamento a tenuta e quindi la suddivisione della cavità del corpo della capsula in due settori destinati a contenere prodotti miscibili per la preparazione di una bevanda.

Poiché infatti sia l’inserto che l’elemento a forma di tazza con esso accoppiato sono fatti di plastica e fabbricati con processi di stampaggio ad iniezione, a causa delle tolleranze di lavorazione può accadere che l’accoppiamento tra lo stelo dell’inserto ed il foro dell’elemento a tazza presenti un gioco e quindi non realizzi un accoppiamento a tenuta, oppure un’interferenza, ciò che impedisce l’assemblaggio dei due pezzi e quindi il confezionamento della capsula monouso.

L’accoppiamento a tenuta, ovvero la separazione tra le i due settori della cavità del corpo di una capsula monouso è un elemento cruciale per la preservazione delle caratteristiche organolettiche dei prodotti di base, che determinano la qualità della bevanda finale.

Sommario dell’invenzione

Il problema tecnico posto e risolto dalla presente invenzione è pertanto quello di fornire una capsula monouso per macchine di erogazione di bevande in forma di infuso, nonché bevande a base di sciroppi, concentrati liquidi ed in polvere, che consenta di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota.

Tale problema viene risolto da una capsula monouso secondo la rivendicazione 1. Caratteristiche preferite della presente invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Un’idea di soluzione alla base dell’ invenzione è quella di realizzare una capsula monouso come quella oggetto della domanda di brevetto italiano copendente 102015000051841, ma nella quale P accoppiamento tra il foro ricavato nell’elemento a forma di tazza e lo stelo dell’inserto sia realizzato mediante un collarino rompibile. Tale collarino è configurato in modo da cedere sotto la forza di compressione applicata allo stelo dell’inserto quando esso viene fatto avanzare in direzione assiale verso il fondo del corpo della capsula affinché gli elementi di perforazione ricavati nella sua porzione troncoconica interferiscano con la pellicola interna lacerandola.

Il principale vantaggio offerto dalPinvenzione è quello di garantire la completa separazione tra i due settori della cavità del corpo della capsula, ciò che consente di preservare le caratteristiche organolettiche dei prodotti di base e quindi la qualità della bevanda da essi ottenibile.

La porzione dello stelo che nella posizione di assemblaggio sporge dal foro dell’ elemento a forma di tazza presenta una sezione trasversale di area ridotta, favorendo, nella posizione di apertura della capsula, il passaggio del prodotto separato dall’elemento a forma di tazza nel settore adiacente, nonché di un flusso di un liquido di infusione per la preparazione della bevanda.

Un altro vantaggio offerto dall’invenzione è che la capsula con il relativo inserto è utilizzabile non solo per la preparazione di bevande in forma di infuso, ma anche di bevande a base di sciroppi, concentrati liquidi ed in polvere grazie alla possibilità di inserire nei due settori un prodotto di base ed un ingrediente per completare la bevanda, ad esempio un reagente per gasarla.

Altri vantaggi, caratteristiche e le modalità di impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

Descrizione breve delle figure

Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- le figure 1 e 2 sono viste prospettiche rispettivamente dall’alto e dal basso di una capsula secondo l’invenzione;

- la figura 3 è una vista prospettica in esploso della capsula di figura I;

- la figura 4 è una vista prospettica dal basso di una parte dell’inserto della capsula secondo l’invenzione;

- la figura 5 è una vista prospettica dall’alto che mostra una capsula secondo l’invenzione in una configurazione di confezionamento pronta all’uso;

- la figura 6 è una vista in sezione longitudinale della capsula di figura 5;

- la figura 7 è una vista prospettica dall’alto che mostra una capsula secondo l’invenzione dopo l’uso;

- la figura 8 è una vista in sezione longitudinale della capsula di figura 7.

Descrizione dettagliata di forme preferite di realizzazione

Con riferimento inizialmente alle figure da 1 a 4, una capsula monouso secondo l’invenzione è indicata in generale con il numero di riferimento 100.

La capsula 100 comprende un corpo cavo 110 a forma di tazza adatto a ricevere una dose misurata di un prodotto in forma granulare o particellare, ad esempio polvere di caffè, ma anche liquidi concentrati tipo sciroppi. Il corpo cavo 110 comprende un fondo 111, una parete perimetrale 112 sul cui bordo perimetrale è presente una flangia 113. Il corpo cavo 110 a forma di tazza è chiuso da un coperchio 120 fissato a tenuta sulla flangia 113, ad esempio una pellicola in un materiale poliaccoppiato, che ha la funzione di sigillarne la cavità per consentire la conservazione nel tempo del prodotto in forma granulare o particellare in esso contenuto.

Nel fondo 111 è ricavata un’apertura passante 114, ad esempio di sezione trasversale circolare, per l’erogazione della bevanda infusa ottenibile dal prodotto granulare o particellare.

Nella forma realizzativa illustrata, l’apertura passante 114 ha una forma ad imbuto atta a facilitare l’efflusso di una bevanda infusa ed è rinforzata mediante una pluralità di nervature radiali 115.

L’apertura passante 114 è sigillata da una pellicola interna 130 applicata sul fondo 111 del corpo cavo 110 e fatta, ad esempio, in un materiale poliaccoppiato, che definisce con la sua parete perimetrale 112 ed il coperchio 120 una camera chiusa per la conservazione del prodotto in forma granulare o particellare.

La capsula 100 comprende inoltre un inserto 200 alloggiato nel suo corpo 110. L’inserto 200 si estende assialmente dal fondo 111 del corpo cavo 110 al coperchio 120.

L’inserto 200 comprende una porzione discoidale 210 di forma troncoconica con un bordo perimetrale 211 destinato a poggiare sul fondo II I del corpo 110 della capsula 100 ed un mantello 212 nel quale sono ricavate una pluralità di aperture passanti 213 atte a consentire il flusso di una bevanda infusa. Le aperture passanti 213 hanno preferibilmente circolare oppure poligonale, ad esempio quadrata come mostrato in figura 3.

La porzione discoidale troncoconica 210 comprende inoltre uno o più elementi di perforazione 214 che sporgono assialmente dalla sua cavità.

L’inserto 200 comprende inoltre uno stelo 220 che si estende assialmente dalla sommità della porzione discoidale troncoconica 210.

L’inserto 200 comprende altresì un elemento a forma di tazza 230 alloggiato nel corpo 110 della capsula 100 in una sede 116 ricavata in prossimità del suo bordo flangiato. La sede 116 comprende preferibilmente delle nervature circonferenziali 117 configurate per bloccare a scatto l’elemento a forma di tazza 230 in corrispondenza del suo mantello cilindrico, ove è allo scopo ricavata una nervatura circonferenziale 231.

Secondo l’invenzione, lo stelo 220 e l’elemento a forma di tazza 230 sono accoppiati uno all’altro attraverso mezzi di collegamento rompibili, la configurazione complessiva essendo tale che l’inserto 200, inserito nella cavità del corpo 110 a forma di tazza di una capsula, separa tale cavità in due settori adiacenti tra loro non comunicanti, I mezzi di collegamento rompibili sono realizzati mediante porzioni di collegamento di sezione trasversale ridotta rispetto alle sezioni trasversali degli elementi collegati, in altri termini mediante porzioni indebolite configurate per cedere oltre una soglia di carico prestabilita senza che le parti collegate subiscano deformazioni.

Lo stelo 220 comprende una porzione di estremità 221 che, in una configurazione assemblata della capsula monouso 100, sporge assialmente oltre il bordo flangiato del suo corpo 110,

La porzione di estremità 221 comprende una base 221 a dalla quale si estendono assialmente una pluralità di elementi 22 lb.

Facendo ora riferimento alle figure da 5 a 8, secondo una forma realizzati va preferita dell’invenzione la porzione di estremità 221 è vantaggiosamente ricavata integralmente con l’elemento a forma di tazza 230 e vincolata ad esso mediante un collarino rompibile 222, ciò che consente di semplificare il processo di fabbricazione e l’assemblaggio dell’inserto 200. Nelle figure 5 e 7 il coperchio 120 della capsula monouso 100 è mostrato in trasparenza per meglio chiarire il funzionamento dell’inserto 200.

Come mostrato nella sezione longitudinale di figura 6, in una configurazione assemblata della capsula monouso 100 In una configurazione assemblata della capsula 100, il bordo perimetrale 211 della porzione discoidale troncoconica 210 dell’inserto 200 poggia sul fondo 111 del corpo 110 della capsula 100, cosicché gli elementi di perforazione 214 sono rivolti verso la pellicola 130 che ne sigilla il fondo 111, L’inserto 200 è configurato in modo che gli elementi di perforazione 214 si trovino in prossimità della pellicola 130 senza toccarla. L’elemento 230 a forma di tazza è inserito nella sua sede 116 e la porzione di estremità 221 poggia sullo stelo 220.

Il centraggio tra lo stelo 220 e la sua porzione di estremità 221 può essere vantaggiosamente agevolato da un accoppiamento di forma in direzione assiale. Nella forma realizzati va illustrata, lo stelo 220 comprende ad esempio una sede 220a e la porzione di estremità 221 comprende un piolo 221 c di forma coniugata e corrispondente.

Come sopra accennato, la porzione di estremità 221 sporge assialmente oltre il bordo flangiato del corpo 110 della capsula 100 e preme contro il coperchio 120 conferendogli esternamente una forma convessa o a cupola.

Come noto, successivamente aH’inserimento in una camera di infusione di una macchina per l’erogazione di bevande in forma di infuso, la camera di infusione viene chiusa a tenuta determinando il bloccaggio della capsula tipicamente in corrispondenza del suo bordo flangiato. Come noto, il coperchio viene compresso e perforato direttamente in fase di chiusura od immediatamente dopo da uno o più elementi perforatori che consentono l’iniezione di un liquido di infusione.

Facendo ora particolare riferimento alle figure 7 e 8, si comprenderà che, per effetto della configurazione della capsula 100 e del relativo inserto 200 sopra descritti, la compressione del coperchio 120 determina uno spostamento in direzione assiale dello stelo 220 attraverso la sua porzione d’estremità 221, che causa una deformazione dell’elemento discoidale troncoconico 210, il quale si appiattisce provocando l’avanzamento degli elementi di perforazione 214 ivi ricavati verso la pellicola 130, che, conseguentemente, si lacera. La capsula 100 risulta così aperta sia in corrispondenza del coperchio 120 che della pellicola interna 130 e può così consentire il flusso di un liquido di infusione.

In altri termini, Γ inserto 200 è mobile assialmente tra una posizione di assemblaggio o confezionamento, nella quale esso preme, attraverso la porzione d’estremità 221, con il suo stelo 220 contro il coperchio 120 della capsula 100 deformandolo verso l’esterno, ed una posizione di apertura, l’estremità libera dello stelo 220 è avanzata in direzione assiale e sostanzialmente allineata con la flangia 113, e la porzione discoidale 210 è appiattita sul fondo 111 e gli elementi perforatori 214 interferiscono con la pellicola interna 130 lacerandola.

Per quanto sopra descritto, si comprenderà inoltre che la compressione del coperchio 120 determina altresì il distacco della porzione d’estremità 221 dello stelo 220 dall’elemento a forma di tazza 230, ciò che avviene in modo programmato in corrispondenza del collarino rompibile 222, che costituisce una porzione di collegamento appositamente indebolita tra la porzione d’estremità 221 e l’elemento a forma di tazza 230,

Conseguentemente, il prodotto contenuto nel settore compreso tra l’elemento a forma di tazza 230 ed il coperchio 120 passa per gravità e/o per effetto del flusso di un liquido di infusione nel settore adiacente attraverso l’apertura assiale formata in seguito alla rottura del collarino rompibile 222, miscelandosi con il prodotto contenuto in tale settore e formando la bevanda.

La bevanda così ottenuta fuoriesce progressivamente dalla capsula monouso attraverso la pellicola 130 e quindi l’apertura 114 ricavata sul fondo 110 della capsula 100.

Secondo una forma realizzativa alternativa dell’invenzione, lo stelo 220 può essere inserito in un’apertura passante ricavata assialmente nell’ elemento a forma di tazza 230 cosicché la sua porzione di estremità 221 sporga da essa assialmente di un tratto sufficiente a causare la deformazione del coperchio 120 della capsula 100. Lo stelo 220 è vincolato all’elemento a forma di tazza 230 mediante un collarino rompibile ricavato lungo il bordo perimetrale di tale apertura passante.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito dall’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims

RIVENDICAZIONI I. Capsula monouso (100) per macchine per la preparazione di bevande, detta capsula (100) comprendendo: i) un corpo cavo (110) a forma di tazza adatto a ricevere una dose misurata di un prodotto in forma granulare o particellare, detto corpo cavo (110) comprendendo un fondo (111) nel quale è ricavata un’apertura passante (114) ed una parete perimetrale (112) sul cui bordo perimetrale è presente una flangia (113); ii) un coperchio (120) fissato a tenuta su detta flangia (113); iii) una pellicola interna (130) applicata su detto fondo (111) in modo da chiudere a tenuta detta apertura passante (114); iv) un inserto (200) alloggiato in detto corpo cavo (110), detto inserto comprendendo una porzione discoidale (210) di forma troncoconica nel cui mantello (212) sono ricavate una pluralità di aperture passanti (213) e nella cui cavità sono ricavati degli elementi di perforazione (214), ed uno stelo (220) che si estende assialmente dalla sommità di detta porzione discoidale troncoconica (210), in cui l’inserto (200) è mobile assialmente tra una posizione di assemblaggio o confezionamento, nella quale detta porzione discoidale troncoconica (210) poggia sul fondo (111) del corpo cavo (110) e detto stelo (220) preme contro detto coperchio (120) deformandolo verso l’esterno, ed una posizione di apertura, nella quale un’estremità libera dello stelo (220) è avanzata in direzione assiale e sostanzialmente allineata con detta flangia (113), e la porzione discoidale (210) è appiattita sul fondo (111) e detti elementi perforatori (214) interferiscono con la pellicola interna (130) lacerandola, in cui l’inserto (200) comprende inoltre un elemento a forma di tazza (230) alloggiato nel corpo (110) della capsula (100) in una sede (116) ricavata in prossimità del suo bordo flangiato, caratterizzata dal fatto che lo stelo (220) e l’elemento a forma di tazza (230) sono accoppiati uno all’altro attraverso mezzi di collegamento rompibili (222), la configurazione complessiva essendo tale che Γ inserto (200), inserito nella cavità del corpo (110) della capsula (100), separa tale cavità in due settori adiacenti tra loro non comunicanti.
2. Capsula (100) secondo la rivendicazione 1, in cui lo stelo (220) comprende una porzione di estremità (221) che, in una configurazione assemblata della capsula monouso (100), sporge assialmente oltre il bordo flangiato del suo corpo (110).
3. Capsula (100) secondo la rivendicazione 2, in cui detta porzione di estremità (221) è ricavata integralmente con Γ elemento a forma di tazza (230) e vincolata ad esso mediante un collarino rompibile (222), detto collarino formando i mezzi di collegamento rompibili.
4. Capsula (100) secondo la rivendicazione 3, in cui lo stelo (220) e la sua porzione di estremità (221) sono collegati assialmente attraverso un accoppiamento di forma.
5. Capsula (100) secondo la rivendicazione 2, in cui lo stelo (220) è inserito in un’apertura passante ricavata assialmente nell’elemento a forma di tazza (230) cosicché detta porzione di estremità (221) sporga da essa assialmente di un tratto, ed in cui lo stelo (220) è vincolato all’elemento a forma di tazza (230) mediante un collarino rompibile ricavato lungo il bordo perimetrale di tale apertura passante, detto collarino rompibile formando i mezzi di collegamento rompibili.