Cápsula para un material de extracción, procedimiento para su fabricación e instalación para la infusión de café.

Cápsula en porciones (1) para una máquina de café, que presenta una pared de cápsula de plástico,

en la que la pared de la cápsula rodea un espacio interior cerrado, relleno con un material de extracción, en la que la pared de la cápsula puede ser perforada, además, a través del cierre de una cámara de infusión de una máquina de café para la introducción de un líquido de extracción bajo presión y para la descarga de un producto de extracción, que resulta después de un proceso de infusión en el interior de la cápsula, a través de elementos de perforación (3) de un dispositivo de inyector o bien de extracción, en la que la cápsula tiene, salvo un borde circundante posible, que sobresale lateralmente como máximo 1,5 mm, la forma de un cubo o paralelepípedo, caracterizada porque la cápsula se cierra herméticamente y estanca al oxígeno por la pared que rodea todos los lados, cantos y esquinas y a tal fin está configurada para estar bajo sobrepresión durante el proceso de infusión, y porque la cápsula está totalmente libre de medios de filtro y de otros elementos dispuestos entre la pared y el material de extracción, de manera que el material de extracción se puede apoyar directamente inmediatamente en cada lado.

Cápsula para un material de extracción, procedimiento para su fabricación e instalación para la infusión de café

La invención se refiere, en general, a la preparación de bebidas o similares a partir de un material de extracción contenido en una cápsula, por ejemplo café molido. En concreto, se refiere a una cápsula perforable como envase en porciones, así como a un procedimiento para su fabricación.

Los aparatos de extracción para la preparación de bebidas o similares a partir de un material de extracción presente en un envase en porciones se conocen, por ejemplo, como máquinas de café o máquinas Espresso y disfrutan como anteriormente de aceptación creciente. En muchos sistemas correspondientes, los envases en porciones están configurados como cápsulas, en las que está cerrado el material de extracción, por ejemplo de forma hermética al aire. Para la extracción se perfora la cápsula en dos lados opuestos entre sí. Sobre el primer lado se introduce un líquido de extracción – en general agua caliente - . Sobre el segundo lado se extrae el material de extracción fuera de la cápsula. De acuerdo con la bebida a preparar y el sistema, puede predominar en este caso en el interior de la cápsula una presión considerable de, por ejemplo, 5-20 bares.

Tales cápsulas no son sustituibles con envases en porciones de café de filtro – y están expuestas a requerimientos totalmente diferentes de éstos-, que se pueden abrir a través del desprendimiento de una lámina, la retirada de una tapa o similar y no están expuestas en ningún momento a una presión elevada. Todavía son menos comparables con los envases exteriores herméticos al aroma de “almohadillas de filtro”. Las cápsulas del tipo descrito aquí son atravesadas en módulos de infusión de máquinas de café con frecuencia horizontal y también verticalmente por el líquido de infusión caliente y están expuestas en este caso, como se ha mencionado, a una presión considerable en el interior. En este caso, se plantea también el problema de la obturación, pero el líquido de infusión que está bajo presión no llega directamente por delante de la cápsula al dispositivo de extracción.

Como materiales de la cápsula se conocen especialmente aluminio y plástico o bien polipropileno. Las cápsulas de aluminio proporcionan una estabilidad muy alta al material de extracción, pero son muy costosas de energía en la fabricación. Las cápsulas de polipropileno son ventajosas en lo que se refiere al gasto de energía y evacuación, pero plantean requerimientos elevados al mecanismo de perforación.

Con respecto al gasto de material son especialmente ventajosas cápsulas moldeadas por embutición profunda, que presentan, sin embargo, siempre una forma marcadamente cónica.

En el mercado se pueden obtener tanto cápsulas con medios de filtro integrados como también cápsulas que presentan solamente una funda que rodea el material de extracción, y para la que debe estar configurado también el mecanismo de perforación, de tal manera que no se pueda descargar de manera no deseada material de extracción junto con el producto de la extracción fuera de la cápsula.

Un ejemplo de una cápsula sin medio de filtro integrado se publica, por ejemplo, en el documento EP 1 886 942. El documento EP 1 775 234 muestra una cápsula con medios de filtro integrados.

Las cápsulas que se pueden obtener son, en general, de forma simétrica rotatoria y presentan un collar circunferencial, que tiene una función triple esencial para la capacidad funcional:

- el collar sirve para el cierre de la cápsula durante el proceso de llenado, presentando a distancia suficiente del espacio interior de la cápsula un indicador de la dirección de la energía para una soldadura ultrasónica

o una superficie suficientemente grande para una soldadura térmica,

- el collar sirve para la retención de la cápsula antes del proceso de infusión;

- el collar es esencial para la obturación durante el proceso de infusión, pero asegura que no llegue ningún líquido de infusión por delante de la cápsula directamente al dispositivo de extracción.

Una función de obturación adicional en cápsulas de acuerdo con el estado de la técnica puede asumir la forma cónica, que ajusta muy exactamente en un alojamiento correspondiente de la cámara de infusión.

Muchas de las cápsulas que se pueden obtener están configuradas en forma de copa, es decir, que son simétricas rotatorias alrededor de un eje y cónicas. Con frecuencia, la tapa de la cápsula en forma de copa tiene otra composición del material que la copa propiamente dicha, que forma la superficie envolvente y la superficie de fondo. En este caso, la inyección del líquido de extracción se realiza a través de la tapa o la superficie de fondo y a través de la extracción del producto de extracción de manera correspondiente a través de la superficie de fondo o bien la tapa. Esta forma de la cápsula ha dado buen resultado, tanto con respecto a la estabilidad mecánica como también con respecto a aspectos técnicos de fabricación.

El documento WO 2008/041262 publica una cápsula en forma de cubo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 con orificio de entrada y orificio de salida, que están cubiertos en cada caso por una tapa soluble al agua.

Una problemática especial está unida con la turbulencia del material de extracción durante el proceso de infusión. Durante el proceso de extracción, el líquido fluye con alta velocidad a través de la cápsula. En el caso de una compactación limitada del material de extracción, éste forma turbulencia fuerte durante el proceso de infusión. Por este motivo, ya se ha propuesto (EP 1 886 942) comprimir fuertemente el material de extracción durante el proceso de llenado de la cápsula. Sin embargo, este procedimiento es muy costoso, y durante el transporte de la cápsula se pierde la consistencia del tipo de tableta alcanzada del material de extracción.

Otra problemática discutida con frecuencia con relación a las cápsulas en porciones para bebidas de infusión es el envase costoso, que empeora el balance de energía.

Un cometido de la invención es proporcionar una cápsula para una bebida de infusión o similar, que soluciona los inconvenientes del estado de la técnica y aporta soluciones mejoradas en temas de balance de energía y flexibilidad.

Este cometido se soluciona por medio de la invención, como se define en las reivindicaciones de la patente.

La cápsula en porciones de acuerdo con la invención es del tipo mencionado al principio, en el que el material de extracción está cerrado, por ejemplo, de forma hermética al aire y que prevé una perforación de la cápsula en dos lados opuestos entre sí para la extracción. Sobre el primer lado se introduce un líquido de extracción – en general agua caliente -. Sobre el segundo lado se descarga el producto de extracción desde la cápsula. De acuerdo con la bebida a preparar y el sistema debe poder resistir en este caso la cápsula a una presión considerable en su interior de por ejemplo 5-20 bares, en particular más de 10 bares. Esto no excluye, sin embargo, la utilización de la cápsula en procesos de infusión con una presión más baja de, por ejemplo, sólo 1-2 bares – en particular para café de filtro de tipo americano-.

La cápsula está libre de elementos del tamiz o de elementos de soporte o similares dispuestos en el interior; por lo tanto, está constituida solamente por una pared de cápsula de espesor de pared uniforme al menos sobre varios lados y por el relleno de la cápsula (material de extracción) .

La cápsula tiene la forma de un cubo o de un paralelepípedo y está libre de collar sobresaliente o similar.

Por forma de paralelepípedo o forma de cubo se entiende aquí una forma, que no se diferencia de la forma geométricamente exacta de un paralelepípedo o bien de un cubo hasta el punto de que sean funcionalmente muy diferentes; por ejemplo, es la forma de un tronco de pirámide con superficie de base rectangular o bien cuadrada, formando al mismo tiempo las superficies laterales adyacentes a la superficie de base frente la perpendicular a la superficie de base un ángulo de inclinación a sólo pequeño de por ejemplo como máximo 3º ó 2º, con preferencia como máximo aproximadamente 1º. La forma de paralelepípedo o bien de cubo excluye, como se ha mencionado, un collar circunferencial, que se distancia desde el cuerpo de la cápsula sobre el plano de una superficie extrema, cuyo collar está previsto para la retención de la cápsula en ranuras de guía. La cápsula den forma de paralelepípedo o en forma de cubo puede presentar,... [Seguir leyendo]

1. Cápsula en porciones (1) para una máquina de café, que presenta una pared de cápsula de plástico, en la que la pared de la cápsula rodea un espacio interior cerrado, relleno con un material de extracción, en la que la pared de la cápsula puede ser perforada, además, a través del cierre de una cámara de infusión de una máquina de café para la introducción de un líquido de extracción bajo presión y para la descarga de un producto de extracción, que resulta después de un proceso de infusión en el interior de la cápsula, a través de elementos de perforación (3) de un dispositivo de inyector o bien de extracción, en la que la cápsula tiene, salvo un borde circundante posible, que sobresale lateralmente como máximo 1, 5 mm, la forma de un cubo o paralelepípedo, caracterizada porque la cápsula se cierra herméticamente y estanca al oxígeno por la pared que rodea todos los lados, cantos y esquinas y a tal fin está configurada para estar bajo sobrepresión durante el proceso de infusión, y porque la cápsula está totalmente libre de medios de filtro y de otros elementos dispuestos entre la pared y el material de extracción, de manera que el material de extracción se puede apoyar directamente inmediatamente en cada lado.

2. Cápsula de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la cápsula está configurada en forma de cubo.

3. Cápsula de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la cápsula es perforable sobre cada pareja de lados del cubo opuestos entre sí.

4. Cápsula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cápsula presenta sobre todos los seis lados esencialmente la misma composición del material y esencialmente el mismo espesor.

5. Cápsula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque es comprimible a través de presión, respectivamente, sobre un lugar central sobre dos paredes laterales opuestas en contra de una fuerza opuesta elástica con efecto de reducción del volumen.

6. Cápsula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el espesor de pared está entre 0, 1 y 0, 5 mm.

7. Cápsula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pared está constituida de polipropileno.

8. Cápsula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos cinco de sus seis lados están fabricados a través de conformación de una lámina de plástico.

9. Instalación para la infusión de café, que presenta al menos una cápsula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores así como una máquina de café con un módulo de infusión, que presenta:

- una primera parte de módulo de infusión (103) , y

- una segunda parte de módulo de infusión (104) móvil con respecto a ésta, en la que la primera y la segunda parte de módulo de infusión forman un dispositivo de extracción para la extracción de un producto de extracción fuera de la cápsula y un inyector para la introducción de un líquido de extracción en la cámara de infusión adaptada en la forma a la forma de la cápsula, cuya cámara de infusión rodea la cápsula, al menos parcialmente, durante el proceso de infusión, en la que el dispositivo de extracción y el inyector presentan, respectivamente, al menos una punta de perforación, que perfora la cápsula durante el cierre de la cámara de infusión, en la que la cámara de infusión está adaptada a la forma de la cápsula y de esta manera actúa con efecto de obturación, de tal forma que el líquido de infusión introducido a través del inyector en la cápsula solamente puede llegar a través de la cápsula sobre el lado del dispositivo de extracción.

10. Instalación de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque el módulo de infusión presenta medios de compresión, a través de los cuales se comprime la cápsula en la cámara de infusión con efecto de reducción del volumen.

11. Procedimiento para la fabricación de una cápsula de acuerdo con la reivindicación 8, con las etapas:

- fabricación de un cuerpo de base de poliedro (11) de cinco lados, abierto en un sexto lado a través de embutición profunda:

- llenado del cuerpo de base (11) con el material de extracción o extracto;

- fijación de una tapa (13) a lo largo de un borde circundante del sexto lado abierto, de manera que el espacio interior resultante está totalmente rodeado.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el cuerpo de base se fabrica provisto con un collar (12) dispuesto a lo largo del borde circundante y porque durante la fijación de la tapa (13) , se suelda o se encola la tapa en el collar con el cuerpo de base.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque durante la soldadura o encolado, el collar (129) está apoyado sobre un soporte (15) .

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 11-13, caracterizado porque la tapa se fija por medio de soldadura ultrasónica en el cuerpo de base.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14 con relación a una de las reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque durante la etapa de trabajo de la soldadura ultrasónica, a través de la actuación del ultrasonido se separa al mismo tiempo el collar (12) .