IT201600109774A1 - Capsula per la preparazione di bevande - Google Patents

Description

“CAPSULA PER LA PREPARAZIONE DI BEVANDE”

La presente invenzione è relativa ad una capsula per la preparazione di bevande.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad una capsula atta ad essere utilizzata su di un dispositivo automatico per la preparazione di bevande e del tipo comprendente un corpo a tazza definito da una parete laterale e da una parete di fondo provvista di un’apertura di deflusso della bevanda, e chiuso da un coperchio atto ad essere perforato per iniettare un fluido nella capsula; la capsula comprende, inoltre, un assieme filtrante, il quale si estende in una direzione trasversale ad un asse longitudinale della capsula per suddividere l’interno della capsula in una camera superiore contenente una sostanza per la preparazione della bevanda, ed una camera inferiore di raccolta della bevanda.

Scopo della presente invenzione è quello di fornire una capsula perfezionata del tipo sopra specificato, la quale capsula consenta di migliorare il processo di erogazione e le caratteristiche estetiche ed organolettiche della bevanda e sia, al tempo stesso, di facile ed economica realizzazione.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una capsula per la produzione di bevande secondo quanto licitato dalla rivendicazione 1 e, preferibilmente, secondo quanto licitato da una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti, direttamente o indirettamente, dalla rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 illustra, in sezione, una preferita forma di attuazione della capsula secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista esplosa di un particolare della capsula della figura 1;

- la figura 3 illustra in pianta il particolare della figura 2;

- le figura da 4 a 7 illustrano, in vista esplosa, rispettive varianti del particolare della figura 2; e

- la figura 8 illustra in pianta il particolare della figura 7.

Nella figura 1, con 1 è indicata nel suo complesso una capsula atta a contenere una sostanza da infusione oppure una sostanza solubile per la produzione di una bevanda, quale, ad esempio, caffè, tè, cioccolata, latte, brodo, etc.

La capsula 1 è adatta ad essere impiegata su dispositivi di tipo noto (non illustrati), in cui il processo per la produzione delle bevande prevede di chiudere a tenuta la capsula all’interno di una sede e di alimentare all’interno della capsula un fluido caldo o freddo, normalmente acqua, ad una pressione determinata in modo tale da percolare oppure sciogliere la sostanza contenuta nella capsula ed ottenere così la relativa bevanda.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, la capsula 1 comprende un corpo a tazza 2, il quale presenta un asse 3 longitudinale ed è chiuso ad una propria estremità superiore da un coperchio 4 costituito da una pellicola mono o multi-strato di materiale plastico e/o metallico saldata a tenuta ad una flangia 5 anulare esterna del corpo a tazza 2 ed atta ad essere perforata, in uso, da un dispositivo di perforazione (non illustrato) del dispositivo di produzione della bevanda per consentire l’iniezione nella capsula 1 di un fluido, tipicamente acqua, ad una temperatura e pressione determinate.

Il corpo a tazza 2 comprende una parete laterale 6, che è coassiale all’asse 3 e presenta preferibilmente, ma non necessariamente, una forma genericamente svasata verso la flangia 5 anulare, ed una parete di fondo 7, la quale si estende in una direzione genericamente trasversale all’asse 3 e presenta un’apertura 8 di uscita della bevanda.

Il corpo a tazza 2 è realizzato di un materiale impermeabile, preferibilmente materiale plastico ad uso alimentare, in particolare Polipropilene (PP) o Polibutilentereftalato (PBT), e può essere ottenuto mediante un qualsiasi procedimento di formatura idoneo allo scopo, in particolare mediante termoformatura.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, la capsula 1 comprende, inoltre, un gruppo filtrante 9, il quale si estende all’interno della capsula 1 in direzione genericamente trasversale all’asse 3 in modo tale da suddividere l’interno della capsula 1 stessa in una camera 10 superiore, che è atta a contenere la sostanza da infusione o la sostanza solubile, ed una camera inferiore o camera di raccolta 11, nella quale la bevanda proveniente dalla camera 10 confluisce per poi fuoriuscire dalla capsula 1 attraverso l’apertura 8.

A seconda del tipo e della quantità di sostanza contenuta nella capsula 1 e/o del grado di compattazione che la sostanza deve avere, la sostanza nella camera 10 può occupare tutto o solo parte dello spazio compreso tra il gruppo filtrante 9 ed il coperchio 4.

In particolare, se, come nel caso della capsula illustrata nella figura 1, la sostanza è una sostanza da infusione, per esempio caffè, il volume della camera 10 occupato dalla sostanza è delimitato inferiormente dal gruppo filtrante 9 e superiormente da un foglio microforato 12 saldato alla parte laterale 6 e disposto ad una determinata distanza dal coperchio 4. Il foglio microforato 12 svolge l’ulteriore funzione di favorire un’uniforme distribuzione e penetrazione del fluido di infusione nella sostanza quando il fluido di infusione viene alimentato all’interno della capsula 1 attraverso il coperchio 4.

Il gruppo filtrante 9 comprende un disco 13 relativamente rigido, il quale è stabilmente vincolato alla parete laterale 6, è limitato superiormente da una faccia 14 rivolta verso la camera 10 ed inferiormente da una faccia 15 rivolta verso la camera 11 ed è provvisto di un determinato numero di aperture 16 passanti estendentesi tra le facce 14 e 15.

Il disco 13 può essere vincolato stabilmente alla parete laterale 6 mediante incastro, incollatura o in un qualsiasi altro modo adatto allo scopo.

Secondo la preferita forma di realizzazione illustrata nella figura 1, il disco 13 presenta una porzione perimetrale 17, la quale è disposta in appoggio su di una porzione anulare piana 18 della parete laterale 6 trasversale all’asse 3 ed è limitata perimetralmente da un bordo disposto in contatto contro la parete laterale 6.

Per mantenere il disco 13 saldamente a contatto della porzione anulare piana 18 della parete laterale 6 ed impedirgli, in uso, di sollevarsi e spostarsi verso l’interno della camera 10, la parete laterale 6 è provvista di un elemento di ritegno che impegna superiormente la porzione perimetrale 17 del disco 13 ed è definito da una protuberanza anulare 21 sporgente verso l’interno della capsula 1.

A seconda del tipo di bevanda che la capsula 1 è destinata a produrre, le aperture 16 del disco 13 possono avere forme e dimensioni differenti. A puro titolo esemplificativo, nella capsula illustrata nella figura 1, le aperture 16 sono definite da una pluralità di fori uniformemente distribuiti su una porzione centrale anulare del disco 13. Secondo la variante illustrata nella figura 7, le aperture 16 sono invece definite da un certo numero di intagli a croce distribuiti attorno all’asse 3.

Il disco 13 del gruppo filtrante 9 comprende, infine, un puntale 19 centrale, il quale sporge dalla faccia 15 del disco 13 coassialmente all’asse 3 e ha la funzione, in uso, di perforare una pellicola 20 di sigillo saldata sul lato interno della parete di fondo 7 davanti all’apertura 8 in maniera tale da consentire alla bevanda di fluire all’esterno.

A tale scopo, il puntale 19 presenta un’altezza, misurata parallelamente all’asse 3, minore della distanza tra la faccia 15 e la pellicola 20 di sigillo, e la parete laterale 6 presenta una porzione anulare deformabile 21 disposta tra il disco 13 e l’apertura 8 ed atta a collassare assialmente quando, in uso, la capsula 1 viene compressa all’interno della summenzionata sede del dispositivo di preparazione della bevanda, con conseguente spostamento assiale del puntale 19 verso e attraverso la parete 20 di sigillo.

Secondo quanto illustrato nelle figure da 2 a 8, il gruppo filtrante 9 comprende, oltre al disco 13, due elementi-barriera disposti a valle del disco 13, nella direzione di deflusso della bevanda, e definiti da due membrane 21 e 22, le quali sono affacciate l’una all’altra e a diretto contatto tra loro e sono vincolate al disco 13 secondo varie modalità che saranno descritte nel seguito.

La membrana 21 è interposta tra il disco 13 e la membrana 22 ed ha la funzione di chiudere a tenuta la camera 10 contenente la sostanza da infondere per lacerarsi, in uso, a seguito dell’immissione del fluido di infusione, quando la pressione all’interno della camera 10 raggiunge un valore soglia determinato.

Preferibilmente, la membrana 21 è ricavata da un film di alluminio con spessore variabile a seconda della bevanda da erogare, ma può essere realizzata da un film di un qualunque altro materiale, ad esempio un materiale polimerico o un multistrato, a condizione che tale materiale abbia caratteristiche tecniche tali da permettere la lacerazione della membrana 21 al raggiungimento del citato valore soglia della pressione all’interno della camera 10.

In particolare, la membrana 21 ha la forma di una membrana anulare che si estende intorno al puntale 19 in posizione coassiale all’asse 3 in modo tale da chiudere le aperture 16. Secondo varianti non illustrate, la forma e le dimensioni della membrana 21 possono variare da quelle dell’esempio illustrato nelle figure allegate. In generale, l’estensione della membrana 21 può riguardare tutta o solo parte della faccia 15 del disco 13 a condizione che essa sua sufficiente a ricoprire la aree del disco 13 presentanti le aperture 16.

Preferibilmente la membrana 21 è vincolata al disco 13 mediante termosaldatura, tuttavia altri sistemi di collegamento stabile, per esempio incollatura, possono esser utilizzati a questo scopo. La saldatura della membrana 21, inoltre, può essere effettuata con svariate forme realizzative, ad esempio mediante saldatura su tutta la faccia 15 del disco 13 (forma non illustrata) oppure mediante una saldatura continua in corrispondenza di un suo bordo periferico esterno 23 e di un suo bordo periferico interno 24, come illustrato nelle figure da 3 a 6.

La membrana 22 definisce l’ultimo strato del gruppo filtrante 9 ed ha la forma di una membrana anulare che si estende intorno al puntale 19 in posizione coassiale all’asse 3 e ricopre interamente la faccia esterna della membrana 21.

La membrana 22 può essere costituita da un film di alluminio oppure da un film di materiale polimerico o da un film multistrato alluminio/materiale polimerico a seconda della tipologia di bevanda cui è destinata la capsula 1. Anche in questo caso, lo spessore della membrana può variare in funzione della bevanda.

Il collegamento della membrana 22 al resto del gruppo filtrante 9 avviene preferibilmente tramite termosaldatura, benché sia possibile utilizzare qualsiasi altra tecnica nota idonea allo scopo, e la saldatura può essere fatta secondo tre principali modalità:

a) la membrana 22 è collegata direttamente al disco 13; b) la membrana 22 è collegata alla membrana 21;

c) la membrana 22 è collegata in parte direttamente al disco 13 e, in parte, alla membrana 21.

Le figure da 2 a 6 illustrano alcuni possibili esempi di realizzazione della modalità di collegamento indicata con ‘a’ nell’elenco sopra riportato.

In particolare, nelle figure 2 e 3, il collegamento della membrana 22 alla faccia 15 del disco 13 è realizzato mediante da una saldatura continua lungo un bordo periferico esterno 25 e lungo un bordo periferico interno 26 della membrana 22. Naturalmente, per potere saldare la membrana 22 sul disco 13, la forma e le dimensioni della membrana 21 devono essere tali da lasciare scoperte le zone del disco 13 su cui deve aderire la membrana 22. Nel caso illustrato, pertanto, è necessario che la membrana 21 presenti un diametro esterno minore ed un diametro interno maggiore rispetto ad un diametro esterno e, rispettivamente, interno della membrana 22, in modo tale che i bordi periferici esterni 23 e 25 ed i bordi periferici interni 24 e 26 non si sovrappongano.

In questa forma di realizzazione, la membrana 21 è saldata al disco 13 mediante saldature continue lungo i rispettivi bordi periferici esterno 23 ed interno 24.

Nella figura 4, il collegamento della membrana 22 direttamente alla faccia 15 del disco 13 è realizzato mediante da una saldatura continua lungo il bordo periferico interno 26 ed una saldatura a tratti lungo il bordo periferico esterno 25. Anche in questo caso, la membrana 21 è saldata direttamente al disco 13 mediante saldature continue lungo i rispettivi bordi periferici esterno 23 ed interno 24.

Nella figura 5, il collegamento della membrana 22 direttamente alla faccia 15 del disco 13 è realizzato mediante da una saldatura continua lungo il bordo periferico esterno 25 ed una saldatura a tratti lungo il bordo periferico interno 26. Anche in questo caso, la membrana 21 è saldata direttamente al disco 13 mediante saldature continue lungo i rispettivi bordi periferici esterno 23 ed interno 24.

Nella figura 6, il collegamento della membrana 22 direttamente alla faccia 15 del disco 13 è realizzato mediante da una saldatura a tratti sia lungo il bordo periferico esterno 25, sia lungo il bordo periferico interno 26. Anche in questo caso, la membrana 21 è saldata direttamente al disco 13 mediante saldature continue lungo i rispettivi bordi periferici esterno 23 ed interno 24.

Nei casi sopra descritti in cui la saldatura è realizzata in modo discontinuo, la morfologia e la dimensione degli settori saldati e non saldati possono essere svariate e vengono scelte in funzione delle caratteristiche della bevanda da erogare.

Le figure 7 e 8 illustrano un possibile esempio di realizzazione della modalità di collegamento indicata con ‘b’ nell’elenco sopra riportato.

In questo caso, la membrana 21 e la membrana 22 hanno sostanzialmente la medesima dimensione e vengono collegate contemporaneamente al disco 13 tramite una comune saldatura continua realizzata sul perimetro esterno ed interno della membrana 22.

Secondo una variante applicabile a tutte le forme realizzative sopra descritte con riferimento alle figure 2, 4, 5, 6 e 7, la saldatura della membrana 21 sul disco 13 può estendersi, invece che solo lungo i perimetri interno ed esterno, a tutta la faccia 15 del disco 13 oppure lungo i perimetri interno ed esterno ed in corrispondenza di settori di qualsivoglia geometria.

A completamento di quanto sopra esposto, è importante ribadire che il gruppo filtrante 9 è utilizzabile anche in capsule che presentino una struttura differente dalla capsula 1 presa ad esempio nella presente trattazione, in particolare su capsule prive del puntale 19. In questo caso, il gruppo filtrante 9 differisce da quello descritto in precedenza per il fatto che le membrane 21 e 22 non presentano necessariamente una forma anulare, ma possono avere una forma discoidale o di qualsiasi altro tipo purché la membrana 21 sia idonea a ricoprire le aperture 16 del disco 13 e, quindi, chiudere a tenuta la camera 10 e le due membrane risultino affacciate.

Nel caso in cui le membrane 21 e 22 non siano anulari, la saldatura lungo il perimetro interno non è ovviamente più necessaria e può mancare totalmente oppure può essere sostituita da una zona saldata in corrispondenza della porzione centrale del disco 13.

In generale, il gruppo filtrante 9 secondo la presente invenzione è impiegabile su capsule che non presentino un sistema di apertura della capsula mediante deformazione della parete laterale e foratura di una pellicola inferiore di sigillo tramite mezzi perforatori interni. Nello specifico, il gruppo filtrante 9 è utilizzabile anche su capsule completamente prive della pellicola di sigillo oppure su capsule in cui la parete di sigillo viene rimossa manualmente prima dell’utilizzo della capsula oppure viene forata da mezzi perforatori esterni montati sul dispositivo di produzione della bevanda.

Infine, in funzione delle caratteristiche della bevanda da erogare, in particolare quando la capsula 1 è destinata a produrre una bevanda per infusione, il gruppo filtrante 9 della capsula 1 comprende, inoltre, un ulteriore elemento filtrante, il quale è costituito da un foglio 27 di materiale permeabile all’acqua, per esempio un foglio di carta filtro o di fibre di tessuto non tessuto, è disposto sulla faccia 14 del disco 13 a contatto diretto con la sostanza nella camera 10 e ha la funzione di consentire il passaggio della bevanda e impedire, allo stesso tempo, ai residui della sostanza infusa di fuoriuscire dalla camera 10.

Il funzionamento della capsula 1 verrà nel seguito brevemente descritto con particolare riguardo all’azione del gruppo filtrante 9. La chiusura della capsula 1 nelle menzionata sede del dispositivo di produzione della bevanda determina la perforazione del coperchio 4 e la lacerazione della pellicola di sigillo 20 da parte del puntale 19. A seguito dell’iniezione del fluido in pressione, la bevanda ottenuta per infusione o soluzione della sostanza contenuta nella camera 10 attraversa il disco 13 e raggiunge la membrana 21.

Quando la pressione della bevanda è pari ad un valore soglia, che è dipendente dal materiale, dallo spessore e dal tipo di saldatura della membrana 21, quest’ultima si lacera permettendo il passaggio della bevanda alla membrana 22. Il comportamento della bevanda a valle della membrana 21 dipende da una molteplicità di fattori tra cui principalmente la configurazione della saldatura della membrana 22.

Nel caso in cui la saldatura della membrana 22 sia realizzata in modo continuo, la bevanda è soggetta ad un incremento di pressione fino alla rottura della membrana 22 con conseguente lacerazione della membrana 22 stessa e fuoriuscita della bevanda.

Nel caso in cui la saldatura della membrana 22 sia realizzata in modo discontinuo mediante alternanza di settori saldati e settori non saldati, la bevanda, dopo avere attraversato la membrana 21, si incanala nei passaggi delimitati dai settori non saldati per fluire, quindi, nella camera 11 di raccolta e da qui all’esterno.

Per quanto riguarda gli effetti riconducibili all’azione del gruppo filtrante 9, la Richiedente ha avuto modo di costatare che, rispetto ai filtri tradizionali, il gruppo filtrante 9 consente di migliorare sensibilmente il processo di erogazione in termini di:

- miglioramento della qualità estetica dell’erogazione in quanto il flusso della bevanda esce dalla capsula in maniera più regolare e senza schizzi; questo risultato è particolarmente apprezzabile quando la membrana 22 è saldata in modo discontinuo in quanto la presenza di un’alternanza di settori saldati e settori non saldati dà luogo ad una pluralità di sezioni di passaggio che permettono di distribuire il flusso della bevanda in modo più omogeneo e controllato.

- miglioramento della qualità estetica del prodotto in tazza; in particolare, nel caso di caffè, la gruppo filtrante consente di ottenere una crema più compatta e persistente.

- miglioramento della qualità del prodotto erogato dal punto di vista organolettico.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Capsula (1) per la preparazione di una bevanda in un dispositivo automatico per la preparazione di bevande, la capsula (1) comprende un corpo a tazza (2) definito da una parete laterale (6) e da una parete di fondo (7) provvista di un’apertura (8) di deflusso della bevanda, e chiuso da un coperchio (4) atto ad essere perforato per iniettare un fluido nella capsula (1); la capsula comprende, inoltre, un assieme filtrante (9), il quale si estende in una direzione trasversale ad un asse longitudinale (3) della capsula (1) per suddividere l’interno della capsula (1) in una camera superiore (19) contenente una sostanza per la preparazione della bevanda, ed una camera inferiore (11) di raccolta della bevanda; caratterizzata dal fatto che l’assieme filtrante comprende un disco-filtro (13), relativamente rigido e provvisto di aperture (16) passanti, e due membrane (21, 22) disposte l’una sull’altra a contatto diretto ed accoppiate alla faccia del disco-filtro (13) rivolta verso la camera inferiore (11).
2. 2. Capsula secondo la rivendicazione 1, in cui una prima (21) delle due membrane (21, 22) è interposta tra il disco-filtro (13) e la seconda membrana (22) ed è accoppiata al disco-filtro (13) affacciata alle aperture (16) del disco-filtro (13) in modo tale da sigillare la camera superiore (10).
3. 3. Capsula secondo la rivendicazione 2, in cui la prima membrana (21) è accoppiata al disco-filtro (13) lungo il proprio perimetro in modo continuo.
4. 4. Capsula secondo la rivendicazione 2, in cui la prima membrana (21) è accoppiata al disco-filtro (13) su la sua intera estensione.
5. 5. Capsula secondo una delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui la seconda membrana (22) è accoppiata al disco-filtro (13) o alla prima membrana (22) lungo il proprio perimetro in modo continuo oppure discontinuo.
6. 6. Capsula secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui le membrane (21, 22) hanno una forma anulare, e in cui prima membrana (21) è accoppiata al disco-filtro (13) lungo i propri perimetri esterno ed interno o su la sua intera estensione, e la seconda membrana (22) è connessa al disco-filtro (13) o alla prima membrana (22) lungo i propri perimetri esterno ed interno, su ciascuno dei quali in modo continuo o discontinuo.
7. 7. Capsula secondo una delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui ciascuna membrana (21; 22) è connessa direttamente al discofiltro (13).
8. 8. Capsula secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le membrane (21, 22) sono connessa al disco-filtro (13) mediante saldatura.