IT201900003716U1 - Capsula per il contenimento di una sostanza alimentare atta a interagire con un fluido in pressione iniettato all’interno di detta capsula per l’ottenimento di una bevanda in uscita da detta capsula. - Google Patents

Description

CAPSULA PER IL CONTENIMENTO DI UNA SOSTANZA ALIMENTARE ATTA A INTERAGIRE CON UN FLUIDO IN PRESSIONE INIETTATO ALL’INTERNO DI DETTA CAPSULA PER L’OTTENIMENTO DI UNA BEVANDA IN USCITA DA DETTA CAPSULA.

Il presente trovato si riferisce ad una capsula per il contenimento di una sostanza alimentare atta a interagire con un fluido in pressione iniettato all’interno di detta capsula per l’ottenimento di una bevanda in uscita da detta capsula.

Sono note varie tipologie di capsule di tal genere; in particolare, sono note capsule comprendenti:

- un corpo a bicchiere che comprende una porzione di fondo che si raccorda ad una parete laterale tubolare, in cui tale parete laterale tubolare, in corrispondenza dell’estremità assialmente opposta alla porzione di fondo, definisce un’apertura superiore chiudibile per il tramite di una membrana di chiusura accoppiabile a questa estremità, in cui la membrana di chiusura è perforabile da almeno un elemento di perforazione ed erogazione di un fluido, ove tale elemento è parte di una macchina di erogazione nella quale è inseribile la capsula, ed in cui la porzione di fondo è attraversata da almeno un’apertura di erogazione della bevanda,

- un corpo filtro sostanzialmente discoidale che è alloggiato all’interno del corpo a bicchiere in corrispondenza della porzione di fondo di esso e la cui superficie rivolta verso l’apertura superiore del corpo a bicchiere è provvista di una pluralità di elementi rientranti e in rilievo, in cui il corpo filtro presenta una pluralità di aperture di passaggio della bevanda che sono distribuite lungo una corona perimetrale che circonda gli elementi rientranti e in rilievo ed in cui gli elementi in rilievo sono costituiti da punte, lame, coltelli o comunque elementi appuntiti piramidali, conici o troncoconici,

- una pellicola di trattenimento per il trattenimento di una dose di sostanza e che è disposta all’interno del corpo a bicchiere al di sopra degli elementi rientranti e in rilievo e sostanzialmente in appoggio su essi così da definire, unitamente alla superficie laterale interna della parete laterale tubolare e alla membrana di chiusura, una camera chiusa di contenimento della dose di sostanza, in cui la pellicola di trattenimento è di tipo apribile a opera degli elementi in rilievo, i quali si impegnano con essa perforandola o comunque lacerandola a seguito dell’aumento della pressione interna alla camera chiusa conseguente all’iniezione in essa di un fluido.

In uso, la capsula è inserita in una macchina di erogazione che è provvista di almeno un elemento di perforazione ed erogazione di un fluido in pressione (generalmente acqua) che perfora la membrana di chiusura superiore e inietta nella camera chiusa il fluido. In seguito all’aumento della pressione interna alla camera chiusa conseguente all’iniezione in essa del fluido, la pellicola di trattenimento è spinta verso il corpo filtro così che gli elementi in rilievo la perforano o tagliano formando in essa fori o aperture attraverso le quali la bevanda fluisce. La bevanda attraversa poi le aperture di passaggio del corpo filtro e si raccoglie nella porzione di fondo per poi defluire all’esterno attraverso l’almeno un’apertura di erogazione.

Capsule di questa tipologia sono note per esempio da EP1472156

In tali capsule, quindi, il corpo filtro presenta una pluralità di elementi in rilievo appuntiti o taglienti che, all’aumentare della pressione interna alla camera chiusa della capsula, premono contro la pellicola di trattenimento causandone l’apertura per perforazione o taglio proprio in corrispondenza di tale contatto.

Tuttavia, tale tecnica nota, per come descritta sopra, ha lo svantaggio che la pellicola di trattenimento viene forata proprio in corrispondenza degli elementi in rilievo appuntiti o taglienti e, quindi, questi ultimi limitano il libero fluire della bevanda ostruendo in parte le aperture da essi formate nella pellicola di trattenimento.

Sono anche note capsule del tipo di quelle sopra descritte, il cui corpo filtro presenta al centro un incavo cilindrico che forma una zona di accumulo della bevanda. La superficie della porzione anulare del corpo filtro che circonda l’incavo centrale e che è rivolta verso l’apertura superiore del corpo a bicchiere presenta una pluralità di elementi rientranti e in rilievo su cui appoggia la pellicola di trattenimento e che è circondata da una pluralità di fori passanti per il passaggio della bevanda. In queste ultime capsule note, gli elementi in rilievo sono costituiti da tasselli smussati che fungono unicamente da appoggio della pellicola di trattenimento e che delimitano una pluralità di canali di scorrimento della bevanda.

In uso, la capsula è inserita in una macchina di erogazione che è provvista di almeno un elemento di perforazione ed erogazione di un fluido in pressione (generalmente acqua) che perfora la membrana di chiusura superiore e inietta nella camera chiusa il fluido. In seguito all’aumento della pressione interna alla camera chiusa conseguente all’iniezione in essa del fluido, la pellicola di trattenimento è spinta verso il corpo filtro e, appoggiandosi agli elementi in rilievo di quest’ultimo, si apre per esplosione o lacerazione spontanea dove non supportata e in particolare in corrispondenza dell’incavo centrale. La bevanda si raccoglie nell’incavo centrale e, scorrendo lungo i canali definiti dagli elementi in rilievo e rientranti, attraversa i fori di passaggio del corpo filtro e si raccoglie nella porzione di fondo per poi defluire all’esterno attraverso l’almeno un’apertura di erogazione.

Capsule di questa tipologia sono per esempio note dalla domanda italiana IT102014902310859.

Tuttavia, tale tecnica nota, per come descritta sopra, ha lo svantaggio che gli elementi in rilievo, che sono distribuiti lungo la porzione anulare del corpo filtro che circonda l’incavo cilindrico ricavato al centro di quest’ultimo, pur fungendo da appoggio della pellicola di trattenimento ne limitano la libera espansione, che ne genera l’apertura per cedimento spontaneo, sostanzialmente in corrispondenza del solo incavo cilindrico centrale. L’apertura per lacerazione spontanea che così si forma può non essere sufficiente a permettere un corretto deflusso della bevanda, potendosi così generare sovrappressioni che causano malfunzionamenti.

Sono anche note capsule come descritte nella domanda di brevetto italiano n. 102018000003246 a nome della stessa titolare e che hanno permesso di ovviare a numerosi inconvenienti della tecnica nota sopra descritta.

A partire da tale tecnica nota, scopo del presente trovato è quello di realizzare una capsula per il contenimento di una sostanza alimentare atta a interagire con un fluido in pressione iniettato all’interno di detta capsula per l’ottenimento di una bevanda in uscita da detta capsula che sia alternativa a quelle note e che possa essere utilizzata indifferentemente sia per l’ottenimento di bevande a partire da sostanze in forma di polveri o preparati solubili sia per l’ottenimento di bevande per estrazione od infusione di sostanze in forma di polveri, granuli o foglie non solubili.

Altro scopo ancora del presente trovato è quello di fornire una capsula che permetta di migliorare l’erogazione della bevanda, garantendone una buona estrazione, per solubilizzazione od infusione, ed evitandone gocciolamenti al termine dell’erogazione.

Altro scopo del presente trovato è quello di fornire una capsula che sia strutturalmente più semplice delle capsule note e che possa essere realizzata con un numero di componenti minore di quello necessario per realizzare le capsule note e, in particolare, con un numero minore di componenti ottenuti per stampaggio di materiale plastico.

Un altro scopo ancora del presente trovato è quello di fornire una capsula che permetta di contenere il consumo di materiali, in particolare di materiali plastici, a vantaggio di una riduzione dei costi di produzione e di un minor impatto ambientale.

Questi scopi secondo il presente trovato sono raggiunti realizzando una capsula per il contenimento di una sostanza alimentare atta ad interagire con un fluido in pressione iniettato all’interno di detta capsula per l’ottenimento di una bevanda in uscita da detta capsula, come esposto nella rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche sono previste nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e i vantaggi di una capsula secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

- la figura 1 è una vista in alzato laterale di una prima possibile forma di realizzazione del corpo a bicchiere della capsula secondo il presente trovato; - la figura 2 è una vista in pianta dall’alto di figura 1;

- la figura 3 è una vista in spaccato di figura 1;

- la figura 4 è una vista in pianta dall’alto di figura 3;

- la figura 4A mostra su scala ingrandita un particolare di figura 4;

- le figure 5 e 6 sono viste come quelle delle figure 3 e 4 con l’elemento di chiusura fissato agli elementi in rilievo del fondo del corpo a bicchiere;

- le figure 7 e 8 sono viste come quelle delle figure 5 e 6 con la pellicola di trattenimento della sostanza fissata all’interno del corpo a bicchiere e tesa al di sopra dell’elemento di chiusura;

- la figura 9 è una vista in sezione parziale di una capsula secondo il presente trovato provvista del corpo a bicchiere di cui alle figure da 1 a 8 completa di elemento di chiusura, pellicola di trattenimento e membrana di chiusura;

- le figure 10, 10A, 11 e 12 sono viste come quelle delle figure 3, 4, 4A e 9 relative a una seconda possibile forma di realizzazione del corpo a bicchiere di una capsula secondo il presente trovato;

- la figura 13 è una sezione schematica e su scala volutamente ingrandita di una possibile pellicola di trattenimento applicata in una capsula secondo il presente trovato;

- la figura 14 è un grafico che mostra l’andamento, durante la fase di erogazione, della pressione interna ad una capsula secondo il presente trovato in funzione del tempo di erogazione rispetto a quello che si riscontra in capsule di tipo noto.

Con riferimento alle figure allegate si è complessivamente indicato con 10 una capsula per il contenimento di una sostanza alimentare atta a interagire con un fluido in pressione iniettato all’interno della capsula 10 per l’ottenimento di una bevanda in uscita dalla capsula stessa.

Per sostanza alimentare si intende indicare sia una sostanza alimentare in forma di polvere, foglie, granuli o simili ed atta a interagire con un liquido per formare una bevanda per infusione, solubilizzazione, estrazione o simili, sia una sostanza alimentare in forma di un liquido o un fluido ed atta a interagire con un fluido del tipo di un gas o di una miscela di un liquido e un gas.

Per esempio la sostanza alimentare può essere costituita da caffè (in polvere o solubile), the (in polvere o solubile), latte solubile, tisane e bevande in generale (in polvere o solubili), brodo (granulare) e simili.

Il fluido in pressione è generalmente costituito da acqua, generalmente acqua calda, anche se non è escluso che esso possa essere costituito da acqua a temperatura ambiente o fredda.

Si precisa che nella descrizione che segue aggettivi quali “superiore” e “inferiore”, “interno” e “esterno” sono riferiti alla posizione della capsula 10 come rappresentata nelle figure allegate e corrispondente all’usuale disposizione d’uso in una macchina di erogazione.

Si precisa inoltre che, fatta eccezione per le figure 9 e 12, nelle allegate figure la capsula è raffigurata priva della membrana di chiusura superiore, vuota, cioè priva della dose di sostanza da erogare, e prima dell’iniezione in essa del liquido di erogazione; solo in talune figure (figure 7 e 11) si è schematicamente raffigurato con frecce il flusso della bevanda in erogazione.

La capsula 10 comprende un corpo a bicchiere 11 che è realizzato di pezzo, per esempio per stampaggio a iniezione di materiale plastico ad uso alimentare del tipo del polipropilene (PP), polipropilene a barriera, polibutilentereftalato (PBT), polietilene (PE), polietilentereftalato (PET) e simili.

Il corpo a bicchiere 11 ha un asse di sviluppo longitudinale B e comprende un fondo 12 che si raccorda ad una parete laterale tubolare 13.

La parete laterale tubolare 13 ha un’estremità assiale che si raccorda al fondo 12 e l’estremità assialmente opposta al fondo 12 che è aperta così da definire un’apertura superiore 14, attraverso la quale avviene il riempimento della capsula 10. L’apertura superiore 14 è chiudibile per il tramite di una membrana di chiusura 140 che è accoppiabile, per esempio per saldatura o incollaggio, all’estremità aperta della parete laterale tubolare 13. Vantaggiosamente, in corrispondenza della sua estremità aperta, la parete laterale tubolare 13 presenta una flangia 15 sulla quale è fissabile, per esempio per saldatura o incollaggio, un bordo perimetrale della membrana di chiusura 140.

La membrana di chiusura 140 è di tipo perforabile da almeno un elemento di perforazione ed erogazione di un fluido di una macchina di erogazione nella quale è inseribile la capsula 10.

Il fondo 12 è costituito da un disco sostanzialmente piano che presenta una superficie inferiore 12a rivolta all’esterno del corpo a bicchiere 11 e una superficie superiore 12b rivolta all’interno del corpo a bicchiere 11 e cioè verso l’apertura superiore 14.

Il fondo 12 è irrigidito da nervature 16 che sporgono dalla superficie inferiore 12a di esso.

Le nervature 16 si estendono in direzioni radiali rispetto all’asse di sviluppo longitudinale B; esse hanno preferibilmente forma di settori di cerchio.

Il fondo 12 presenta a partire dal centro una pluralità di zone concentriche l’una esterna all’altra: una porzione centrale 120, una porzione anulare 121 che circonda la porzione centrale 120 e una gola anulare 122 che a sua volta circonda la porzione anulare 121.

In corrispondenza della porzione centrale 120 del fondo 12 è ricavata almeno un’apertura di erogazione 17 della bevanda.

Con riferimento alla forma di realizzazione mostrata nelle allegate figure, le aperture di erogazione 17 sono ricavate in un corpo tubolare 18 coassiale all’asse B e che si estende per un tratto all’interno del corpo a bicchiere 11 e per un tratto all’esterno di esso così da definire un condotto 19 per il flusso della bevanda in uscita dalla capsula 10.

Il corpo tubolare 18 è irrigidito da nervature 20 a esso interne. Le nervature 20 sono distribuite lungo piani radiali rispetto all’asse B.

Le aperture di erogazione 17 sono formate da vuoti definiti fra successive nervature 20 ricavate all’interno del corpo tubolare 18.

Il corpo tubolare 18 ha l’estremità inferiore aperta e l’estremità superiore almeno parzialmente chiusa da un piattello 21.

Le aperture di erogazione 17 nel loro insieme occupano una superficie di estensione inferiore o uguale a 30 mm<2 >e superiore o uguale a 5 mm<2>, preferibilmente pari a 15 mm<2>.

Vantaggiosamente, ciascuna apertura di erogazione 17 occupa singolarmente una superficie di estensione inferiore o uguale a 7.5 mm<2 >e superiore o uguale a 1.25 mm<2>, preferibilmente pari a 3.75 mm<2>.

Nella forma di realizzazione mostrata nelle allegate figure, sono presenti quattro aperture di erogazione 17 distribuite lungo la parete laterale del corpo tubolare 18 a distanza uguale l’una dall’altra. La porzione anulare 121 del fondo 12 presenta una pluralità di elementi in rilievo 22, i quali sono ricavati sporgenti verso l’interno del corpo a bicchiere 11 e definiscono una pluralità di canali 23 lungo i quali la bevanda fluisce verso l’almeno un’apertura di erogazione 17.

Ciascun canale 23 presenta un’estremità di ingresso 23a che sbocca in corrispondenza della gola anulare 122 e un’estremità di uscita 23b che sbocca in corrispondenza della porzione centrale 120 e si sviluppa lungo una rispettiva linea spezzata LS comprendente almeno due segmenti consecutivi formanti un angolo di 90°.

Ciascun segmento della linea spezzata LS è sostanzialmente rettilineo.

Con riferimento alla forma di realizzazione mostrata nelle figure da 1 a 9, ciascun canale 23 si sviluppa lungo una linea spezzata LS costituita da due segmenti consecutivi formanti un angolo di 90°, in cui l’estremo comune a tali due segmenti consecutivi si trova su una circonferenza concentrica ed interna alla porzione anulare 121.

Ciascuno di tali due segmenti è sostanzialmente rettilineo.

In una vista in pianta dall’alto i canali 23 hanno forma sostanzialmente a V, in cui i vertici di tali “V” sono distribuiti su una circonferenza concentrica ed interna alla porzione anulare 121 e le estremità libere di tali “V”, che definiscono rispettivamente l’estremità di ingresso 23a e l’estremità di uscita 23b di un rispettivo canale 23, sono distribuite su una corrispondente circonferenza concentrica a quella lungo la quale sono distribuiti i loro vertici ed avente un diametro rispettivamente maggiore e minore di quello di quest’ultima.

Secondo possibili alternative forme di realizzazione, ciascun canale 23 si sviluppa lungo una linea spezzata LS comprendente tre o più segmenti, in cui segmenti a due a due consecutivi formano un rispettivo angolo di 90°. Anche in tal caso, vantaggiosamente, ciascun segmento formante la linea spezzata LS è sostanzialmente rettilineo, la linea spezzata LS avendo forma a zig-zag.

Le figure 10, 10A, 11 e 12 mostrano una seconda possibile forma di realizzazione in cui ciascun canale 23 si sviluppa lungo una linea spezzata LS comprendente una pluralità di segmenti, in cui segmenti a due a due consecutivi formano un rispettivo angolo di 90° ed in cui ciascun segmento ha andamento rettilineo. I segmenti alle estremità opposte della linea spezzata LS, quelli cioè che ne definiscono le estremità libere, si sviluppano lungo direzioni sostanzialmente radiali del fondo 12.

In una vista in pianta dall’alto, ciascun canale 23 ha forma che ricorda quella di una greca.

Ciascun canale 23, inoltre, è di tipo capillare così che al termine dell’erogazione, i residui di liquido presenti all’interno della capsula siano trattenuti nei canali 23 stessi, evitando gocciolamenti all’esterno.

A tal fine, ciascun canale 23 ha sezione trasversale avente un’area inferiore o uguale a 1 mm<2 >e/o una profondità (i.e. altezza rispetto al fondo) non nulla ed inferiore o uguale a 1.2 mm, preferibilmente una sezione trasversale avente un’area di 0.3 mm<2 >e una profondità (i.e. altezza rispetto al fondo) uguale a 0.7 mm. Ciascun canale 23 ha, inoltre, sezione trasversale rettangolare con larghezza inferiore all’altezza (i.e. profondità).

La porzione anulare 121 in corrispondenza della quale sono ricavati i canali 23 è circondata dalla gola anulare 122. La gola anulare 122 è ricavata nel fondo 12 e più precisamente solca la superficie superiore 12b di esso. La gola anulare 122 è aperta superiormente, cioè verso l’apertura superiore 14 del corpo a bicchiere 11.

I canali 23 sboccano in corrispondenza della gola anulare 122 per il tramite delle rispettive estremità di ingresso 23a. I canali 23 sono cioè in comunicazione di fluido con la gola anulare 122.

La gola anulare 122 può avere fondo liscio, privo cioè di rilievi, o può essere anch’essa provvista di rispettive sporgenze 24 e/o nervature 25.

Così per esempio, la gola anulare 122 può presentare una pluralità di nervature 25 che si estendono in direzioni radiali per almeno un tratto della larghezza della gola anulare 122 e/o sporgenze 24 che, per esempio, possono avere forma di uno o più anelli concentrici alla gola anulare 122 stessa ed interrotti da uno o più intagli 26. Gli spazi delimitati da coppie di sporgenze 24 ad anello successive sono fra loro in comunicazione per il tramite degli intagli 26; l’insieme di tali spazi fra loro intercomunicanti forma un percorso labirintico per il flusso della bevanda verso la porzione anulare 121.

Le nervature 25 e/o le sporgenze 24 sono in ogni caso conformate e disposte per favorire il flusso della bevanda verso i canali 23 ricavati nella porzione anulare 121.

Nelle forme di realizzazione mostrate nelle allegate figure, la gola anulare 122 presenta una pluralità di sporgenze 24, ciascuna delle quali è costituita da un anello interrotto da una pluralità di intagli 26, ed una pluralità di nervature 25 radiali, in cui le sporgenze 24 sono ricavate in una prima porzione anulare della gola anulare 122 e le nervature 25 sono ricavate in una seconda porzione anulare della gola anulare 122, la prima porzione anulare circonda la porzione anulare 121 e la seconda porzione anulare è esterna e circonda la prima porzione anulare.

Gli elementi in rilievo 22, il piattello 21 e le eventuali sporgenze 24 e/o nervature 25 hanno le rispettive superfici superiori fra loro sostanzialmente complanari.

I canali 23 sono superiormente chiusi da un elemento di chiusura 27.

L’elemento di chiusura 27 ha dimensioni tali da chiudere superiormente i canali 23, ma non la gola anulare 122 che li circonda, al più estendendosi solo parzialmente sopra di essa.

L’elemento di chiusura 27 è costituito da una membrana che è fissata, per esempio per saldatura o incollaggio, direttamente sulla superficie superiore degli elementi in rilievo 22 ed eventualmente sul piattello 21. Al fine di favorire tale fissaggio, gli elementi in rilievo 22 hanno, almeno in corrispondenza della loro estremità superiore, spessore ≥ 2 mm così da aumentare la superficie di accoppiamento con l’elemento di chiusura 27 e garantirne un fissaggio più stabile e resistente. Vantaggiosamente, lo spessore di ciascun elemento in rilievo è ≤ 3.5 mm.

In una preferita forma di realizzazione, l’elemento di chiusura 27 è costituito da una pellicola in materiale termoplastico, come per esempio polietilentereftalato (PET).

L’elemento di chiusura 27 ha vantaggiosamente forma di una membrana discoidale di diametro D1 inferiore a 20 mm e maggiore di 15 mm, preferibilmente pari a 16 mm.

L’elemento di chiusura 27 ha vantaggiosamente spessore compreso fra 0.25 mm e 0.80 mm.

Il contenimento delle dimensioni dell’elemento di chiusura 27 consente di limitare l’impiego di materiale termoplastico (PET) per la realizzazione dello stesso, con conseguente riduzione dei costi di produzione della capsula e minor impatto ambientale.

La capsula 10 comprende, inoltre, una pellicola di trattenimento 28 per il trattenimento di una dose di sostanza e che è disposta all’interno del corpo a bicchiere 11 al di sopra degli elementi in rilievo 22 (e delle eventuali sporgenze 24 e/o nervature 25) così da definire, unitamente a una porzione della superficie laterale interna della parete laterale tubolare 13 che si estende al di sopra di essa e alla membrana di chiusura superiore 140 una camera chiusa C di contenimento della dose di sostanza.

La pellicola di trattenimento 28 ha dimensioni tali da estendersi con continuità al di sopra dell’intero fondo 12, inclusa la gola anulare 122, e da delimitare unitamente al fondo 12 e ad una porzione della parete laterale tubolare 13 che si estende al di sotto di essa pellicola di trattenimento 28 una zona di raccolta della bevanda.

La pellicola di trattenimento 28 ha per esempio forma discoidale con diametro D2 che, evidentemente, è maggiore del diametro D1 e che per esempio è pari a circa 35 mm.

La pellicola di trattenimento 28 è tesa al di sopra del fondo 12 a una definita distanza D dall’elemento di chiusura 27 e da qualsiasi eventuale sporgenza 24 e/o nervatura 25 in rilievo della gola anulare 122 senza contatto con essi.

Come sopra detto, gli elementi in rilievo 22, il piattello 21 e le eventuali sporgenze 24 e/o nervature 25 sono conformate e dimensionate in modo tale che le loro superfici superiori siano fra di loro sostanzialmente complanari e, quindi, tutte ad una distanza D dalla pellicola di trattenimento 28.

Tale distanza D è compresa fra 2 mm e 4 mm, preferibilmente fra 2.5 mm e 3.5 mm e ancora più preferibilmente è pari a 3 mm.

Tale distanza D è scelta in modo tale che, a seguito dell’aumento della pressione interna alla camera chiusa C conseguente all’iniezione in essa del fluido di estrazione, la pellicola di trattenimento 28 possa espandersi liberamente fino a lacerarsi per trazione senza interagire con i sottostanti elementi in rilievo 22 né con eventuali sporgenze 24 e/o nervature 25 presenti nella gola anulare 122.

Lo spazio delimitato fra la pellicola di trattenimento 28 e l’elemento di chiusura 27 è vuoto.

La pellicola di trattenimento 28 è realizzata in modo da lacerarsi per trazione a seguito della pressione su essa agente.

In una possibile forma di realizzazione, schematizzata in figura 13, la pellicola di trattenimento 28 è costituita da un elemento multistrato comprendente:

- uno strato superiore 28a affacciato all’apertura superiore 14 e realizzato in materiale plastico del tipo del PET,

- uno strato inferiore 28b affacciato alla superficie superiore 12b del fondo 12 e realizzato in materiale impermeabile del tipo per esempio dell’alluminio,

in cui lo strato superiore 28a (PET) è provvisto di almeno un pre-taglio 29 o di una zona di invito all’apertura ricavato in una posizione della porzione della pellicola di trattenimento 28 che è tesa al di sopra del fondo 12 ed in particolare al di sopra dell’elemento di chiusura 27.

Lo strato superiore 28a è incollato allo strato inferiore 28b (nella figura 13 si è schematicamente indicato con 28d lo strato di adesivo dove presente) ad esclusione di un’area che circonda l’almeno un pretaglio 29, in corrispondenza della quale, quindi, lo strato superiore 28a non è incollato allo strato inferiore 28b.

Il pre-taglio 29 è ottenuto per esempio con incisione laser.

Lo strato inferiore 28b è realizzato per esempio da un film di alluminio di spessore di 12-15 μm.

Preferibilmente, lo strato superiore 28a dell’elemento multistrato che forma la pellicola di trattenimento 28 comprende un unico pre-taglio 29 centrale. Tale unico pre-taglio 29 centrale ha una lunghezza L tale da rimanere confinato all’interno dell’area circoscritta dalla gola anulare 122 e quindi nell’area dell’elemento di chiusura 27 ed ha ad esempio lunghezza di circa 8-12 mm.

Per favorire il flusso della bevanda in uscita, inoltre, è vantaggioso che la lunghezza L dell’almeno un pre-taglio 19 sia maggiore o uguale alla metà del diametro D1 dell’elemento di chiusura 27 e minore e uguale a tre quarti del diametro D1 dell’elemento di chiusura 27: D1/2≤ L ≤ 3/4D1.

Si è riscontrato particolarmente vantaggioso realizzare la pellicola di trattenimento 28 con un unico pre-taglio 19 centrale rettilineo avente una lunghezza L pari a 10-11 mm in combinazione con l’impiego di un elemento di chiusura 27 di diametro massimo di 16 mm, laddove la porzione centrale 120 e la porzione anulare 121 con i canali 23 sono ricavate in un’area di cerchio di diametro sostanzialmente pari a 16 mm così da essere interamente coperte dall’elemento di chiusura 27.

La pellicola di trattenimento 28 può poi comprendere un ulteriore strato 28c disposto al di sotto dello strato inferiore 28b e realizzato in materiale filtrante del tipo per esempio del tessutonon-tessuto. Questo in particolare qualora la sostanza non sia di tipo solubile.

Viene ora descritto in maggior dettaglio il corpo a bicchiere 11.

La parete laterale tubolare 13 del corpo a bicchiere 11 comprende una prima porzione 13a sostanzialmente cilindrica che a un’estremità si raccorda con il fondo 12 e all’estremità opposta si raccorda a una seconda porzione 13b sostanzialmente cilindrica. La seconda porzione 13b ha sezione trasversale maggiore di quella della prima porzione 13a; fra la prima porzione 13a e la seconda porzione 13b è ricavato un primo gradino anulare 30 interno al corpo a bicchiere.

Il primo gradino anulare 30 forma un piano di appoggio e fissaggio su esso di una porzione anulare della pellicola di trattenimento 28.

La pellicola di trattenimento 28 cioè si estende in appoggio sul primo gradino anulare 30 in corrispondenza del quale è fissata, per esempio per incollaggio o saldatura, al corpo a bicchiere 11.

Il primo gradino anulare 30 ha un’altezza H1 rispetto al fondo 12 e, più precisamente, rispetto alla superficie superiore 12b di esso, che è maggiore dell’altezza massima h che gli elementi in rilievo 22 e le eventuali sporgenze 24 e/o nervature 25 hanno rispetto a tale superficie superiore 12b.

Preferibilmente, il primo gradino anulare 30 ha un’altezza H1 rispetto al fondo 12 e, più precisamente, rispetto alla superficie superiore 12b di esso, che è maggiore o uguale al doppio dell’altezza massima h degli elementi in rilievo 22.

In una preferita forma di realizzazione, il primo gradino anulare 30 ha un’altezza H1 compresa fra 4 mm e 5 mm e gli elementi in rilievo 22 e le eventuali sporgenze 24 e/o nervature 25 hanno un’altezza massima h rispettivamente compresa fra 1 mm e 2 mm.

La seconda porzione 13b della parete laterale tubolare 13 si raccorda poi a una terza porzione 13c sostanzialmente cilindrica che termina nell’apertura superiore 14 dalla quale sporge con la flangia 15.

La terza porzione 13c ha sezione trasversale maggiore di quella della seconda porzione 13b; fra la seconda porzione 13b e la terza porzione 13c è ricavato un secondo gradino anulare 31 interno al corpo a bicchiere 11.

Sul secondo gradino anulare 31 è possibile saldare una pellicola permeabile al fluido e costituita, per esempio, da una membrana microforata; il volume compreso fra questa eventuale pellicola permeabile al fluido e la membrana di chiusura superiore funge da distributore del fluido iniettato nella capsula 10.

La pellicola permeabile (non rappresentata) è presente in particolare nel caso in cui la capsula 10 contenga una sostanza estraibile per infusione come per esempio il caffè in polvere. In tal caso, è poi possibile prevedere sulla pellicola di trattenimento 28 un’ulteriore membrana filtrante 32 realizzata per esempio in carta filtro o tessuto-non-tessuto.

Il volume delimitato dalla seconda porzione 13b e, in assenza dell’eventuale pellicola permeabile, dalla terza porzione 13c, dalla pellicola di trattenimento 28 e dalla membrana di chiusura superiore 140 definisce la camera chiusa C di contenimento della sostanza per la preparazione della bevanda.

Il volume delimitato dalla prima porzione 13a, dal fondo 12 (con gli elementi in rilievo 22 i cui canali 23 sono superiormente chiusi dall’elemento di chiusura 27 e con le eventuali nervature 25 e/o sporgenze 24 della gola anulare 122) e dalla pellicola di trattenimento 28 definisce la zona di raccolta in cui la bevanda formata si raccoglie e fluisce all’esterno della capsula 10 per il tramite dell’almeno un’apertura di erogazione 17.

L’assemblaggio e il funzionamento della capsula secondo la presente invenzione sono immediatamente comprensibili per il tecnico del ramo alla luce della descrizione sopra fatta e delle figure allegate.

In breve, l’elemento di chiusura 27 è fissato, per saldatura o incollaggio, sugli elementi in rilievo 22 ed eventualmente sul piattello 21 e la pellicola di trattenimento 28 è tesa sopra di esso; una porzione perimetrale della pellicola di trattenimento 28 si estende in appoggio sulla faccia superiore del primo gradino anulare 30 al quale è fissata per esempio per saldatura o incollaggio.

Se necessario, una membrana filtrante 32 è sovrapposta alla pellicola di trattenimento 28.

Dopo aver introdotto nel corpo a bicchiere 11 una dose di sostanza da estrarre, una membrana di chiusura 140 è fissata alla flangia 15 previo fissaggio, se necessario, della pellicola permeabile all’interno del corpo a bicchiere 11 in corrispondenza del secondo gradino anulare 31.

Considerando la capsula 10 in configurazione assemblata e riempita prima dell’erogazione, la pellicola di trattenimento 28 risulta tesa al di sopra del fondo 12 e in particolare al di sopra dell’elemento di chiusura 27 e di qualsiasi eventuale sporgenza 24 e/o nervatura 25 ricavata nella gola anulare 122 risultando in contatto unicamente con la faccia superiore del primo gradino anulare 30, mentre è per il resto distanziata dall’elemento di chiusura 27 e da qualsiasi eventuale sporgenza 24 e/o nervatura 25 ricavata nella gola anulare 122 di almeno una distanza D non nulla.

In uso, la capsula 10 è inserita in una macchina di erogazione del tipo comprendente almeno un elemento di perforazione che perfora la membrana di chiusura 140 e che è configurato per iniettare nella camera chiusa C un fluido in pressione, tipicamente, ma non necessariamente, acqua calda.

A seguito dell’aumento della pressione interna alla camera chiusa C conseguente all’iniezione in essa del fluido, la pellicola di trattenimento 28 si apre spontaneamente per lacerazione in corrispondenza di una o più porzioni di essa senza alcun contatto o interazione con il fondo 12 e con gli elementi in rilievo 22 o qualsiasi eventuale sporgenza 24 e/o nervatura 25 su esso definiti.

La distanza fra la pellicola di trattenimento 28 e l’elemento di chiusura 27 e qualsiasi eventuale sporgenza 24 e/o nervatura 25 ricavata nella gola anulare 122 è sufficiente a permettere l’espansione e la rottura della pellicola di trattenimento 28 prima che essa, una volta aperta, contatti gli elementi in rilievo 22 e/o qualsiasi eventuale sporgenza 24 e/o nervatura 25 ricavata nella gola anulare 122.

La rottura della pellicola di trattenimento 28 avviene in corrispondenza dell’almeno un pre-taglio 29 e rimane confinata in una zona circostante tale pretaglio 29.

L’elemento di chiusura 27 è realizzato per non lacerarsi e, al più, per deformarsi, mantenendo superiormente chiusi i canali 23.

La bevanda fluisce poi lungo la superficie superiore dell’elemento di chiusura 27 e si raccoglie nella gola anulare 122 per poi entrare nel percorso labirintico formato dai canali 23 (superiormente chiusi dall’elemento di chiusura 27) e fluire attraverso di esso verso le aperture di erogazione 17 e riversarsi in un contenitore esterno (il flusso della bevanda è schematizzato da frecce nelle figure 7 e 11).

La distanza fra la pellicola di trattenimento 28 e l’elemento di chiusura 27 e qualsiasi eventuale sporgenza 24 e/o nervatura 25 ricavata nella gola anulare 122 è tale da permettere l’espansione e la rottura della pellicola di trattenimento 28 favorendo l’apertura dell’unico taglio centrale 29 a formare un’asola ben definita e i cui bordi longitudinali opposti sono fra loro ben distanziati superando abbondantemente distanze dell’ordine di 1 mm, favorendo il libero flusso della bevanda.

Si è in pratica constatato che la capsula secondo il presente trovato realizza gli scopi in precedenza evidenziati.

All’atto dell’apertura della pellicola di trattenimento non vi è alcun impegno relativo fra essa e la superficie superiore del sottostante fondo, lasciando quindi un libero passaggio per la bevanda.

Si è riscontrato che canali di deflusso (i.e. i canali 23) che presentano una conformazione a linea spezzata del tipo di quella sopra descritta - in cui è presente almeno una curva o deviazione di flusso a 90° - permettono di incrementare il percorso di deflusso della bevanda con formazione di un moto di tipo turbolento che favorisce lo scioglimento o l’infusione della sostanza all’interno della capsula anche negli istanti successivi alla rottura della pellicola di trattenimento. Si è infatti riscontrato che, conformando i canali di deflusso (i.e. i canali 23) come sopra descritto, durante l’erogazione la pressione interna alla capsula - pressione che raggiunge il valore massimo un istante prima della rottura della pellicola di trattenimento del prodotto - non subisce un brusco ed improvviso calo nell’istante in cui si registra l’apertura della pellicola di trattenimento, ma diminuisce gradualmente in un non trascurabile intervallo di tempo successivo alla rottura della pellicola di trattenimento, favorendo quindi lo scioglimento o l’infusione della sostanza. Il flusso della bevanda in uscita è infatti frenato dalle deviazioni imposte dalle curve di ciascun canale di deflusso. Il grafico di figura 14 mostra appunto l’andamento della pressione interna alla capsula durante l’erogazione in funzione del tempo di erogazione in una capsula secondo il presente trovato (linea continua) rispetto a quello che si registra in una capsula di tipo noto, come per esempio quelle descritte nella domanda italiana n. 102018000003246 (linea tratteggiata).

Inoltre, conformare e dimensionare i canali di deflusso (i.e. i canali 23) in modo tale che essi siano canali capillari, permette di evitare fastidiosi gocciolamenti di liquido al termine dell’erogazione della bevanda, eventuali residui infatti sono trattenuti nei canali di deflusso stessi.

La capsula oggetto del presente trovato permette poi di limitare l’uso di materiale polimerico rispetto alle analoghe capsule della tecnica nota e, quindi, oltre ad avere peso minore, ha un minor impatto ambientale.

La pellicola in materiale polimerico che forma l’elemento di chiusura superiore dei canali di deflusso, infatti, ha una grammatura e dimensioni notevolmente inferiori a quelle dei corpi filtro o di analoghe pellicole presenti nella capsule della tecnica nota e minor costi di produzione.

La conformazione del corpo a bicchiere è in ogni caso tale da conferirgli sufficiente rigidezza per resistere alle condizioni di pressione e temperatura di erogazione della bevanda.

La capsula del presente trovato così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1) Capsula (10) per il contenimento di una sostanza alimentare atta a interagire con un fluido in pressione iniettato all’interno di detta capsula per l’ottenimento di una bevanda in uscita da detta capsula, comprendente: - un corpo a bicchiere (11) che comprende un fondo (12) che si raccorda a una parete laterale tubolare (13) la quale, in corrispondenza dell’estremità assialmente opposta a detto fondo, definisce un’apertura superiore (14) chiudibile per il tramite di una membrana di chiusura accoppiabile a detta estremità, in cui detta membrana di chiusura è perforabile da almeno un elemento di perforazione ed erogazione di un fluido di una macchina di erogazione nella quale è inseribile detta capsula e in cui detto fondo (12) presenta una porzione centrale (120), in corrispondenza della quale è ricavata almeno un’apertura di erogazione (17) della bevanda, una porzione anulare (121), la quale circonda detta porzione centrale e presenta una pluralità di elementi in rilievo (22) che sono ricavati sporgenti verso l’interno di detto corpo a bicchiere e che definiscono una pluralità di canali (23) lungo i quali detta bevanda fluisce verso detta almeno un’apertura di erogazione (17), e una gola anulare (122) che circonda detta porzione anulare (121), e - una pellicola di trattenimento (28) per il trattenimento di una dose di detta sostanza e che è disposta all’interno di detto corpo a bicchiere (11) al di sopra di detti elementi in rilievo (22) così da definire, unitamente a una porzione della superficie laterale interna di detta parete laterale tubolare (13) e a detta membrana di chiusura, una camera chiusa (C) di contenimento di detta dose di sostanza, caratterizzata dal fatto che: - ciascuno di detti canali (23) presenta un’estremità di ingresso (23a) che sbocca in corrispondenza di detta gola anulare (122) e un’estremità di uscita (23b) che sbocca in corrispondenza di detta porzione centrale (120) e si sviluppa lungo una rispettiva linea spezzata (LS) comprendente almeno due segmenti consecutivi formanti un angolo di 90°.
2. 2) Capsula (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuno di detti canali (23) si sviluppa lungo una linea spezzata (LS) costituita da due segmenti consecutivi formanti un angolo di 90°, in cui l’estremo comune a detti due segmenti consecutivi giace su una circonferenza concentrica ed interna a detta porzione anulare (121).
3. 3) Capsula (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuno di detti canali (23) si sviluppa lungo una linea spezzata (LS) comprendente tre o più di detti segmenti, in cui segmenti a due a due consecutivi formano un rispettivo angolo di 90°.
4. 4) Capsula (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuno di detti segmenti è sostanzialmente rettilineo.
5. 5) Capsula (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in cui ciascuno di detti canali (23) è un canale capillare la cui sezione trasversale ha un’area non nulla ed inferiore o uguale a 1 mm<2>.
6. 6) Capsula (10) secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che ciascuno di detti canali (23) ha una profondità non nulla ed inferiore o uguale a 1.2 mm.
7. 7) Capsula (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende un elemento di chiusura (27) che è fissato sulla superficie superiore di detti elementi in rilievo (22) in modo da chiudere superiormente detti canali (23), ma non detta gola anulare (122), in cui detta pellicola di trattenimento (28) è tesa al di sopra di detto fondo (12) a una definita distanza (D) da detto elemento di chiusura (27) di detti canali (23) senza contatto con esso, in cui a seguito di un aumento della pressione interna a detta camera chiusa (C) conseguente all’iniezione in essa di detto fluido, detta pellicola di trattenimento (28) si apre in corrispondenza di almeno una zona sovrastante detto elemento di chiusura (27) di detti canali (23).
8. 8) Capsula (10) secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto elemento di chiusura (27) comprende una membrana sostanzialmente discoidale realizzata in materiale termoplastico del tipo del polietilentereftalato (PET).
9. 9) Capsula (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta pellicola di trattenimento (28) è un elemento multistrato comprendente uno strato superiore (28a) affacciato a detta apertura superiore (14) e realizzato in materiale plastico, uno strato inferiore affacciato a detto fondo (12) e realizzato in materiale impermeabile, in cui detto strato superiore (28a) è provvisto di almeno un pre-taglio (29) o di una zona di invito all’apertura ricavato in una posizione sostanzialmente centrale di detta pellicola di trattenimento (28).
10. 10) Capsula (10) secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detto strato superiore (28a) è provvisto di un unico pre-taglio (29) centrale che si sviluppa in lunghezza e che è ricavato in corrispondenza di una zona di detto strato superiore (28a) non adesa a detto strato inferiore (28b).
11. 11) Capsula (10) secondo la rivendicazione 8 e la rivendicazione 9 o 10, caratterizzata dal fatto che la lunghezza (L) di detto almeno un pre-taglio (29) è maggiore o uguale alla metà del diametro (D1) di detto elemento di chiusura (27) e minore e uguale a tre quarti del diametro (D1) di detto elemento di chiusura (27) (D1/2< L < 3/4D1).
12. 12) Capsula (10) secondo una o più delle rivendicazioni da 8 a 11, caratterizzata dal fatto che detto elemento di chiusura (27) ha un diametro (D1) inferiore a 20 mm e maggiore di 15 mm, preferibilmente pari a 16 mm.
13. 13) Capsula (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta gola anulare (122) presenta una pluralità di sporgenze (24) e/o di nervature (25) rivolte verso l’interno di detto corpo a bicchiere (11) e aventi un’altezza massima rispetto alla superficie interna di detto fondo (12) inferiore o uguale a quella di detti elementi in rilievo (22).
14. 14) Capsula (10) secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che detta gola anulare (122) presenta una prima porzione anulare, in corrispondenza della quale è ricavata una pluralità di sporgenze (24) ad anelli concentrici ciascuno dei quali è interrotto da una pluralità di intagli (26) trasversali, e una seconda porzione anulare, che è esterna a detta prima porzione anulare ed in corrispondenza della quale è ricavata una pluralità di nervature (25) radiali.