MX2008005098A - Filtro rigido para capsulas adecuado para extraer bebidas, en particular café espresso. - Google Patents

Abstract

Un filtro rígido (5b) para cápsulas adecuado para extraer bebidas, que comprende un cuerpo plano (51) que tiene una pluralidad de orificios de filtrado pasados (53), que están dimensionados para bloquear el paso de partículas sólidas y permitir el paso de bebida o agua preparada, en donde los orificios (53) tienen una forma sustancialmente simétrica respecto al plano medio (F) del cuerpo plano (51), para que el filtro (5b) pueda insertarse en una cápsula sin preocuparse de la orientación de tales orificios (53) respecto a la sustancia en polvo dentro de la cápsula.

Description

FILTRO RIGIDO PARA CAPSULAS ADECUADO PARA EXTRAER BEBIDAS, EN PARTICULAR CAFE ESPRESSO MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se relaciona con un filtro rígido para cápsulas que es adecuado para extraer bebidas, en particular café espresso. En años recientes, el uso de cartuchos o cápsulas desechables que contienen una sustancia en polvo, comestible a partir de la cual se puede extraer una bebida al utilizar agua caliente presurizada ha aumentado considerablemente. En particular, las cápsulas que contienen una dosis de café molido tostado para preparación del llamado café "espresso" italiano se han hecho muy populares, ya que la bebida obtenida mediante dichas cápsulas está muy cercana en términos de sabor y apariencia al espresso obtenido al utilizar máquinas de café espresso convencionales utilizadas normalmente en bares y restaurantes. Entre estas cápsulas, WO 2005/092160 y WO 2005/092162 divulgan una cápsula en particular que contiene una sustancia en forma de polvo, preferiblemente café tostado y molido, la cápsula siendo provista con un separador elástico que genera una crema más duradera y mediante el cual es posible extraer una bebida con mejores características físicas y organolépticas.

El separador elástico conocido se fija corriente debajo de la dosis de café molido y se interpone una hoja de filtro hecho de papel o tejido entre la dosis y el separador. El separador básicamente es una membrana elástica que tiene al menos un orificio pasado o ranura provista en una región central y que se abre elásticamente cuando la presión dentro de las cápsulas supera un cierto umbral. Una desventaja observada en cápsulas conocidas se vincula con la complejidad en la fabricación de la cápsula. En particular, algunas operaciones que complican el proceso de manufactura se vinculan con la instalación apropiada de papel o filtro de tejido dentro de la cápsula, lo que ocasiona principalmente problemas de sujeción y manejo debido a la flexibilidad de filtro. Otra desventaja se debe al hecho que las cápsulas que contienen café molido típicamente utilizan filtros de papel para retener las fracciones sólidas dentro de la cápsula y que evitan que sea vertida en la copa externa. La elección de filtros de papel conlleva limitaciones en el diseño de la cápsula, por ejemplo forzar el diseño del fondo de la cápsula para que no tenga regiones en las cuales pudiera romperse el papel filtro bajo la presión que actúa dentro de la cápsula o debido a la desuniformidad superficial o aberturas. Un filtro en polipropileno se propuso en EP-A 0 309 708. Sin embargo, este filtro está caracterizado por aberturas frustoconicas y por niples correspondientes que sobresalen hacia la sustancia a ser extraída. Por ello, este filtro rígido conocido aún sufre de problemas de manufactura, porque la orientación correcta respecto a la sustancia en polvo debe seguirse cuando el filtro se instala dentro de la cápsula. Un objetivo de la presente invención es superar las desventajas de cápsulas conocidas al proporcionar un filtro que permita una reducción considerable en los tiempos y costos de manufactura de dicha cápsula. Dentro de este objetivo, un objeto de la invención es permitir una instalación particularmente rápida y sencilla así como la fijación de dicho filtro dentro de la cápsula. Otro objeto de la invención es permitir un buen filtrado incluso en presencia de filos superficiales en el fondo de la cápsula en donde se tiende el filtro. Este objetivo y éstos y otros objetos, que se entenderán mejor en lo sucesivo, se logran mediante un filtro rígido para cápsulas adecuado para extraer bebidas, que comprende un cuerpo sustancialmente plano que tiene una pluralidad de orificios de filtrado pasados, que están dimensionados para bloquear el paso de partículas sólidas y que permiten el paso de agua preparada o bebida, en donde los orificios tienen una forma sustancialmente simétrica respecto al plano medio del cuerpo plano, para que el filtro pueda insertarse en una cápsula sin tomar en cuenta la orientación de tales orificios respecto a la sustancia en polvo dentro de la cápsula. Características y ventajas adicionales de la invención serán más evidentes a partir de la descripción de modalidades preferidas pero no exclusivas de ésta, que se ilustran mediante los ejemplos no restrictivos en los dibujos adjuntos, en los cuales: la figura 1 es una vista en perspectiva en despiece de una cápsula que contiene el filtro de conformidad con la invención; la figura 2 es una vista en sección transversal de la cápsula de la figura 1 en una condición no en despiece; la figura 3 es una vista en planta del filtro de acuerdo con una primera modalidad de la invención y que se utiliza en la cápsula de las figuras 1 y 2; la figura 4 es una vista en planta del filtro de conformidad con una segunda modalidad de la invención; la figura 5 es una vista en sección transversal de filtro de la figura 4, tomada a lo largo de la línea V-V; la figura 6 es una vista en planta de filtro de conformidad con una tercera modalidad de la invención. En la siguiente descripción, los números de referencia idénticos designan elementos que son idénticos o tienen una función técnica equivalente. Con referencia a las figuras 1 y 2, una cápsula adecuada para contener el filtro de conformidad con la invención, generalmente designado con el número de referencia 1 , es sustancialmente cilindrica (pero también puede tener forma de tronco o prisma) y comprende un cuerpo similar a caja que se forma preferiblemente mediante dos porciones, es decir una porción en forma de copa 2 y un elemento 3 para cerrar la porción en forma de copa 2 en una región ascendente. El elemento de cierre 3 está provisto con un puerto de entrada 3a, que preferiblemente pero no necesariamente sobresale y está cerrado y puede abrirse de manera conocida mediante la máquina de extracción de bebidas al perforar para permitir el influjo de agua caliente bajo presión a la cápsula. La copa 2 y el elemento de cierre 3 se sueldan juntos preferiblemente mediante técnicas de ultrasonido u otras similares, como se describe por ejemplo en documentos de la técnica antecedente WO 2005/092160 y WO 2005/092162, que se incorporan aquí mediante referencia. El cuerpo similar a caja 2, 3 contiene una sustancia en forma de polvo 4, preferiblemente café molido, que es adecuado para permitir la extracción de una bebida, por ejemplo café espresso, mediante agua caliente bajo presión. La sustancia en forma de polvo 4 puede quedar comprendida entre dos elementos de filtrado 5a y 5b, que están adaptados para retener las fracciones sólidas, por ejemplo residuos de café granulado, dentro de la cápsula 1 . Al menos uno de tales elementos de filtrado, preferiblemente el elemento de filtrado inferior 5b, se provee de acuerdo con la invención y preferiblemente está hecho de plástico moldeado, como polipropileno. El filtro también puede estar hecho de metal u otro material que haga el filtro sustancialmente rígido. Con el termino "rígido" se pretende un cuerpo sustancialmente plano que no se doble significativamente bajo presiones típicas dentro de las cápsulas para extraer bebidas, por ejemplo bajo presiones de más de 10 bars. El cuerpo similar a caja de la cápsula tiene una base 6 provista con un puerto de salida 7 para el flujo de salida de la bebida extraída. La base comprende preferiblemente una pluralidad de filos 61 , que están adaptados para definir canales estrechos 62 entre la base y el filtro inferior 5b para llevar la bebida extraída hacia el puerto de salida 7. El canal es bastante delgado, preferiblemente alrededor de 1 mm en ancho o menos. Los filos 61 pueden tener forma de arco y se desplazan concéntricamente alrededor del puerto de salida 7, para que los canales 62 se dirijan concéntricamente uno al otro y se conecten radialmente y mutuamente, como en WO 2005/092 60 y WO 2005/092162. El puerto 5b puede disponerse simplemente sobre la base 6 o puede fijarse en su región periférica. Preferiblemente los filos 61 soportan el filtro 5b para evitar que el filtro se abombe durante la fase de extracción de bebida. El puerto de salida 7, dispuesta preferiblemente en una región central de la base 6 y rodeado por un borde 8, está sustancialmente cerrado por un separador elástico formador de crema 9 que pueda abrirse bajo presión. El separador 9 comprende una membrana elástica hecha de material elastomérico o similar a caucho, preferiblemente un elastómero termoplástico (TPE) como SEBS (un copolímero de bloque de estireno-etileno-butileno-estireno) o Laprene® (basado en SEBS y poliolefinas). La membrana elástica puede comprender un orificio pasado 10, que está adaptado para mantener cerrado el separador 9 y por ello el puerto de salida de bebida 7 cuando la cápsula 1 no se usa y está adaptada para permitir a la bebida pasar cuando la presión dentro de la cápsula supera un cierto valor, por ejemplo 6 bar, causando una deformación y por ello un ensanchamiento del orificio 10. Como una alternativa al orificio pasado 10, la membrana elástica puede comprender un orificio ciego (que no se muestra en las figuras), que puede abrirse al romperse cuando la presión en la cápsula alcanza un cierto umbral. El separador elástico 9 puede co-moldearse junto con el cuerpo similar a caja 2,3 de la cápsula 1 , que preferiblemente está hecho de polipropileno para eliminar las operaciones mecánicas intermedias para fijar el separador 9 al borde 8 del puerto de salida 7. Como alternativa, la membrana elástica puede co-moldearse junto con un anillo de soporte rígido (que no se muestra en las figuras), que está adaptado para ínterbloquearse en un borde cilindrico sobresaliente del puerto de salida 7. La cápsula 1 además comprende una cubierta de seguridad 1 1 , que se monta en el cuerpo similar a caja en la base 6 para incrementar la dimensión axial del cuerpo similar a caja. Más específicamente, la cubierta 1 1 se fija al cuerpo similar a caja de la cápsula para sobresalir de la base 6 sustancialmente en dirección del eje de simetría de la cápsula a lo largo de la dirección de la corriente de agua. La cubierta 1 preferiblemente se fija mecánicamente a un borde periférico 15 de la base 6, por ejemplo mediante acción de resorte, para permitir su fijación rápida al cuerpo similar a caja de la cápsula . La cubierta de seguridad 1 1 esta provista con un hombro cilindrico 12 que se acopla al separador 9 y está adaptado para retener el separador 9 contra el puerto de salida 7 provisto en la base 6, para evitar que el separador sea expulsado accidentalmente de la cápsula debido a las elevadas presiones que se alcanzan durante la extracción de la bebida. El hombro 12 puede tener al menos un pasaje 14 para permitir que la bebida salga de la cápsula 1 al pasar a través de la cubierta de seguridad 1 1. Para este propósito, la cubierta 11 comprende al menos una abertura de salida 13. La cubierta 1 1 puede ser provista con una segunda pared cilindrica cerrada 16, que rodea el hombro 12 y que puede interbioquearse dentro de un asiento circular 17 que se define en la base 6 alrededor del puerto de salida 7. Las paredes 12 y 16 definen así un anillo cilindrico en el cual la bebida que sale del orificio 10 del separador 9 fluye antes de alcanzar la abertura de salida 13 provista en la cubierta de seguridad 1 1. Se hace ahora referencia al elemento de filtro inferior 5b de acuerdo con la invención y que preferiblemente se utiliza en la cápsula anterior 1 . Obviamente, el experto en la técnica entenderá que dicho filtro puede utilizarse en cualquier cápsula que contenga sustancias en polvo a partir de la cual se pueda extraer una bebida al utilizar agua bajo presión. El filtro 5b está adaptado para retener las partículas sólidas de la bebida extraída de la sustancia en polvo 4 con la misma efectividad que papel filtro. En particular, el filtro 5b comprende un cuerpo plano 51 rodeado por un borde más grueso 52 que sobresale al mismo grado desde ambas caras del cuerpo plano 51. Una pluralidad de orificios pasados 53 también está provista en el cuerpo plano 51 , que están dimensionados para bloquear el paso de partículas sólidas y permiten el paso de agua preparada o bebida. Los orificios 53 pueden desplazarse de acuerdo con cualquier patrón a través de un cuerpo plano 51 . Por ejemplo, los orificios 53 pueden desplazarse de acuerdo con un patrón similar a rejilla como en la figura 3 o a lo largo de circunferencias concéntricas como en la figura 4. Convenientemente, si el filtro tiene que tenderse sobre una pluralidad de resaltos que definen canales para llevar la bebida hacia la salida de la cápsula, se prefiere que los orificios 53 estén superpuestos a dichos canales y no a los resaltos, para evitar que los orificios se bloqueen mediante los resaltos y, en consecuencia, mejore tanto la homogeneidad de los flujos de bebida como la eficiencia de filtrado. Por ejemplo, los orificios 53 del filtro 5b de la figura 4 se disponen mutuamente concéntricos para alinearse con los canales concéntricos y radiales 62 de la cápsula 1.

Los orificios 53 tienen una forma simétrica respecto al plano medio F del cuerpo plano 51 , para que el filtro pueda insertarse en una cápsula sin tomar en cuenta la orientación de tales orificios respecto a la sustancia en polvo dentro de la cápsula. En particular, el diámetro de cada orificio 53 en una región media 54 de ésta es más estrecho que el diámetro del orificio 53 en las regiones de cara 55 del cuerpo plano 51 , para que la sección transversal de cada orificio 53 se desvíe simétricamente de la región media 54 hacia las regiones de cara 55. La forma de doble tronco de los orificios 53 da al filtro una mayor rigidez que una forma cilindrica y también es útil durante el moldeado del filtro 5b, en particular cuando el molde tiene que abrirse y retirarse el filtro. El ángulo de divergencia desde la región media 54 a cualquier región de cara 55 preferiblemente va de 1 o a 20° ó 30°, más preferiblemente alrededor de 10°. El diámetro de cada región media 54 preferiblemente es de 0.1 mm a 1 .0 mm, más preferiblemente desde 0.2 mm a 0.4 mm e incluso más preferiblemente desde 0.25 mm a 0.35 mm. Para aumentar aún más la eficiencia de filtrado, los orificios anteriores pueden disponerse en una configuración escalonada 53a-53b, como en la figura 6, a lo largo de patrones 58 (por ejemplo patrones circulares concéntricos) a colocarse encima de los canales de transportes sobre el fondo de la cápsula, como los canales 62. De esta forma, la densidad de orificios a lo largo de los patrones y encima de los canales de transporte, se duplica sustancialmente respecto, por ejemplo, del filtro de la figura 4.

El cuerpo plano 51 del filtro 5b puede estar provisto con una región central sustancialmente circular 56 que no tenga orificios. Dicha región central "completa" 56 es particularmente adecuada para cápsulas que contienen un separador elástico para generar crema, como la cápsula 1 de las figuras 1 y 2, ya que evita que el agua preparada a alta presión golpee directamente al separador 9. Aún más, la ausencia de orificios en la región central 56 mejora la acción de filtrado del filtro 5b. De hecho, el filtro 5b puede abombarse durante la fase de extracción de bebida debido a la presencia de un área abierta debajo de la región central del filtro, es decir el puerto de salida 7. Si estuvieran presentes orificios en la región central 56, tales orificios se ensancharían, empeorando la acción de filtrado. Por esta razón, el diámetro de la región central completa 56 del filtro 5b se elije para que sea sustancialmente igual al diámetro del puerto de salida 7. El experto en la técnica puede observar que el filtro 5b con una región desprovista de cualesquiera orificios pasados puede utilizarse en cualesquiera cápsulas para extraer bebidas que comprendan un área abierta bastante grande en donde el filtro podría abombarse. El filtro 5b también puede comprender un corte inferior 57 alrededor de la periferia interior del borde 52, que es útil durante el moldeo. De hecho, el filtro de conformidad con la invención, que preferiblemente se fabrica utilizando dos moldes simétricos que tengan pasadores correspondientes en forma de tronco orientados uno hacia otro para definir los orificios 53, se mantiene en el corte inferior 56 cuando tiene que ser expulsado. Se ha encontrado que la invención logra cabalmente el objeto pretendido, ya que permite simplificar considerablemente la operación de ensamblado de cápsulas para hacer bebidas. Aunque la invención sea concebida en particular para cápsulas adecuadas para preparar café espresso, puede en cualquier caso utilizarse más generalmente para cápsulas que contengan sustancias comestibles en general adaptadas para producir una bebida mediante percolado o a soportes de filtro para utilizarse en máquinas de extracción de café espresso o de bebidas. La cápsula y el filtro así concebidos son susceptibles de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales están dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Todos los detalles pueden reemplazarse adicionalmente con otros elementos técnicamente equivalentes. En la práctica, los materiales usados, así como las dimensiones, pueden ser cualesquiera de acuerdo con los requerimientos y al estado de la técnica.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1 .- Un filtro rígido para cápsulas adecuado para extraer bebidas, que comprende un cuerpo sustancialmente plano que tiene una pluralidad de orificios de filtrado pasados, que están dimensionados para bloquear el paso de partículas sólidas y permitir el paso de agua preparada o bebida, en donde los orificios tienen una forma sustancialmente simétrica respecto al plano medio del cuerpo plano, para que el filtro pueda insertarse en una cápsula sin preocuparse de la orientación de tales oficios respecto a la sustancia en polvo dentro de la cápsula.

2. - El filtro de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los orificios tienen una forma de doble tronco, el diámetro de cada orificio en la región media de éste siendo más estrecho que el diámetro del orificio en regiones de cara del cuerpo plano, para que una sección transversal de cada orificio se desvíe simétricamente de la región media hacia las regiones de cara.

3. - El filtro de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque un ángulo de divergencia desde la región media a cualquiera de las regiones de cara de cada orificio están entre 1o y 30° y el diámetro de la región media del orificio está entre 0.1 mm y 1.0mm.

4.- El filtro de conformidad con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el cuerpo plano del filtro comprende una región central sustancialmente circular que no tiene orificios y los orificios se distribuyen uniformemente alrededor de dicha región central.

5.- El filtro de conformidad con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el cuerpo plano está rodeado por un borde más grueso que sobresale al mismo grado desde ambas caras del cuerpo plano, para que el filtro sea sustancialmente simétrico respecto al plano medio del cuerpo plano.

6.- El filtro de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho borde comprende un corte inferior alrededor de su periferia interior.

7. - El filtro de conformidad con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque los orificios están dispuestos en una configuración escalonada a lo largo de patrones.

8. - El filtro de conformidad con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque está hecho de plástico moldeado, como polipropileno.

9. - Una cápsula para extraer una bebida de una sustancia en polvo, preferiblemente café molido, mediante agua presurizada, que comprende un cuerpo similar a caja que contiene dicha sustancia en forma de polvo, el cuerpo similar a caja tiene una base provista con un puerto de salida para el flujo de salida de la bebida extraída, la cápsula comprende el filtro rígido de uno o más de las reivindicaciones precedentes, dicho filtro estando dispuesto entre dicha sustancia en forma de polvo y dicho puerto de salida.

10. - La cápsula de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada además porque dicha base comprende una pluralidad de resaltos que sobre salen hacia dicho filtro y definen una pluralidad de canales para transportar la bebida o agua preparada hacia dicho puerto de salida, dicho filtro comprende una región central sustancialmente circular que no tiene orificios y cuyo diámetro es sustancialmente igual al diámetro de puerto de salida, para que no estén presentes orificios que estén orientados directamente hacia el puerto de salida. 1 1 . - La cápsula de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada además porque dicha base comprende una pluralidad de resaltos que sobre salen hacia dicho filtro y que definen una pluralidad de canales para transportar la bebida o agua preparada hacia dicho puerto de salida, los orificios están alineados con y están superpuestos a los canales y no a los resaltos, para evitar que cualquier orificio se obstruya por los resaltos. 12. - La cápsula de conformidad con la reivindicación 10 u 1 1 , caracterizada además porque el filtro es soportado por dichos resaltos. 13. - La cápsula de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque dicho puerto de salida está sustancialmente cerrado por un separador elástico formador de crema que puede abrirse bajo presión, dicho separador orientado hacia dicha región central del filtro que no tiene orificios.