MX2015004268A - Capsula para bebidas con un sistema de apertura. - Google Patents

Abstract

La presente invención está dirigida a una cápsula de bebida (100) que comprende un cuerpo de cápsula (101) con una salida (104), un tapón (111) configurado para coincidir con dicha salida (104) y un dispositivo de apertura (110) que está fabricado al menos parcialmente con una aleación con memoria de forma y sesgado para retener dicho tapón (111) dentro de dicha salida (104) en una primera posición cerrada y el cual está configurado para desviarse desde dicha primera posición cerrada cuando se calienta sobre la temperatura de transición de dicha aleación con memoria de forma, mediante lo cual se retira dicho tapón (111) desde dicha salida (104) hacia una segunda posición abierta y se permite la comunicación de líquidos a través de dicha salida (104).

Description

CÁPSULA PARA BEBIDAS CON UN SISTEMA DE APERTURA CAMPO DELA INVENCIÓN En general, la presente invención se refiere a una cápsula para ser utilizada en una máquina de bebidas. En particular, la presente invención se refiere a dichas cápsulas adaptadas para bebidas calientes, tales como café o té.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las máquinas para la preparación de bebidas son muy conocidas en el ámbito de la industria alimentaria y de los bienes de consumo. Dichas máquinas permiten que el consumidor prepare una porción de una bebida, por ejemplo, café preparado, café expreso, té, chocolate caliente u otras similares a pedido.

La mayoría de las máquinas para la preparación de bebidas de uso doméstico operan de acuerdo con un sistema, donde los ingredientes de una bebida vienen envasados en forma individual, en formatos de una porción. Dichos formatos pueden ser vainas blandas, almohadillas o bolsitas, pero existen cada vez más sistemas que emplean porciones semi-rígidas o rígidas, tales como vainas o cápsulas rígidas. A continuación, es preciso entender que las máquinas de bebidas en cuestión son máquinas para la preparación de bebidas que trabajan con una cápsula rígida o semi-rígida.

En muchos casos, las cápsulas que se utilizan en las máquinas para la preparación de bebidas vienen selladas. Dichas cápsulas selladas son convenientes porque protegen el ingrediente contenido en ellas del ambiente circundante, lo que mejora la vida útil en almacenamiento de la cápsula. Por lo común, dichas cápsulas cerradas están hechas de un material impermeable al gas y/o la humedad, y poseen un cuerpo rígido o semi-rígido, donde una de sus paredes está hecha de una membrana que se rompe durante el proceso de preparación de la bebida.

De preferencia, las máquinas de bebidas comprenden un receptáculo donde se aloja dicha cápsula y un sistema de inyección de fluido para inyectar un fluido, de preferencia agua, a presión en dicha cápsula. En la mayoría de las aplicaciones, el agua inyectada en la cápsula a presión está caliente, en general, a una temperatura sobre los 70°C y, de preferencia, entre 80° y 90°C. Sin embargo, en algunos casos particulares, puede ser conveniente inyectar agua tibia o helada. Por lo común, la presión dentro de la cámara de la cápsula durante la extracción y/o disolución de los contenidos de la cápsula fluctúa entre aproximadamente 1 y aproximadamente 8 bares para los productos de disolución, y entre aproximadamente 2 y aproximadamente 12 bares para la extracción de café tostado y molido.

La presente invención también podría contemplar el denominado proceso “de elaboración” de preparación de la bebida, en particular, para té y café. La elaboración contempla la infusión durante un tiempo del ingrediente en un fluido, por lo general agua caliente, mientras que las preparaciones de extracción o disolución producen una bebida en pocos segundos.

Sin embargo, para efectos de claridad, en el presente documento, se entiende que el término “elaboración” de un ingrediente por medio de un fluido comprende la extracción presurizada de un material comestible en polvo (por ejemplo, café en polvo tostado y molido), la disolución presurizada de material comestible soluble (por ejemplo, té, café, leche o cacao soluble) o bien, la infusión de un material comestible en un fluido de infusión a presión atmosférica o a una presión atmosférica muy baja, durante un lapso más prolongado que el necesario para la extracción o disolución (por ejemplo, hojas de té en agua caliente).

El principio de la extracción y/o disolución de los contenidos de una cápsula cerrada a presión es conocido y, por lo común, consiste en confinar la cápsula en el receptáculo de una máquina, inyectar una cantidad de agua presurizada en la cápsula para extraer o disolver la sustancia y, luego, dispensar una bebida resultante desde la cápsula.

En general, la inyección se realiza perforando una cara de la cápsula con un elemento de inyección punzante, tal como una aguja inyectora de fluido incorporada en la máquina. Ya se han descrito cápsulas que aplican este principio, por ejemplo, en la patente europea del solicitante N° EP 1 472 156 B1 , y en EP 1 784344 B1.

Asimismo, ya se han descrito máquinas que aplican este principio, por ejemplo, en las patentes CH 605293 y EP 242556. De acuerdo con estos documentos, la máquina comprende un receptáculo para la cápsula y un elemento de perforación e inyección que adopta la forma de una aguja hueca, que comprende uno o más orificios de inyección de líquido en su región distal. La aguja posee una función dual ya que abre simultáneamente la porción superior de la cápsula al mismo tiempo que proporciona un canal de entrada hacia la cápsula para la inyección de agua.

La máquina comprende además un suministro de fluido (en general, agua) que se utiliza para preparar una bebida a partir del ingrediente(s) contenido(s) en la cápsula. Asimismo, la máquina comprende una unidad calefactora, tal como una caldera o un intercambiador de calor, que calienta el agua utilizada allí hasta alcanzar la temperatura de trabajo. Por último, la máquina comprende una bomba que hace circular el agua desde el estanque hacia la cápsula, opcionalmente, a través de la unidad calefactora. Es posible dirigir la circulación del agua dentro de la máquina a través de un medio de válvula selectora, por ejemplo, una válvula peristáltica del tipo descrito en la solicitud de patente europea del solicitante EP 2162653 A1.

Dichos sistemas se adaptan particularmente bien a la preparación de café. Una configuración particularmente conveniente para obtener esto consiste en ofrecer una cápsula que contiene café tostado y molido en polvo, que se extrae con agua caliente inyectada en ella.

Se han desarrollado cápsulas para dicha aplicación, tal como se describe y se reivindica en la patente europea del solicitante EP 1 784 344 B1, o en la solicitud de patente europea EP 2062831.

En resumen, por lo general, dichas cápsulas comprenden: - un cuerpo hueco y una pared de inyección que son impermeables a los líquidos y al aire, donde la pared está unida al cuerpo y se adapta para ser perforada, por ejemplo, por una aguja de inyección de la máquina; - una cámara que contiene una capa de café tostado y molido para ser extraído; - una membrana de aluminio dispuesta en el extremo inferior de la cámara para mantener las presión interna allí, donde la membrana está asociada con medios de perforación que crean agujeros de drenaje en la membrana de aluminio cuando la presión interna dentro de la cámara alcanza cierto nivel predeterminado; y - en forma opcional, medios de desviación configurados para descomponer el chorro de fluido, con lo que se reduce la velocidad del chorro de fluido inyectado en la cápsula y se distribuye de manera uniforme el fluido por toda la capa de sustancia a una velocidad menor.

Durante la extracción, la cápsula para bebidas es perforada por la aguja inyectora de fluido de la máquina para la preparación de bebidas, por lo general, en la membrana de aluminio. El líquido es inyectad en el compartimiento de la cápsula y se eleva la presión al interior de la cápsula, lo que facilita la extracción de una bebida a partir de los ingredientes contenidos dentro de la cápsula.

En algunas implementaciones, la máquina de bebidas también perfora la cápsula en una segunda ubicación, por ejemplo, en su parte inferior, lo que permite que una bebida fluya hacia afuera durante la operación de la máquina. Por lo tanto, esto requiere un segundo medio de perforación, dispuesto apropiadamente dentro de la máquina de bebidas con el fin de crear una abertura de drenaje en la cápsula para bebidas.

En otras modalidades, la cápsula para bebidas puede estar provista de una salida, a la que, en general, está adherida una válvula o una membrana que se abre cuando se acumula la presión dentro de la cápsula hasta alcanzar el nivel necesario para la adecuada preparación de la bebida. En una modalidad particular, la cápsula está provista de una pluralidad de proyecciones. Estas proyecciones están dispuestas dentro de la cápsula, de manera tal que cuan se acumula la presión dentro de la cápsula hasta un punto predeterminado, la membrana se desvía contra las proyecciones y se rompe. Entonces, una bebida puede fluir más allá de las proyecciones en dirección hacia la salida, en general, a través de una pluralidad de canales dispuestos entre las proyecciones para ese propósito.

En WO 2010/137959, se divulga un sistema para preparar una cantidad predeterminada de bebida adecuada para el consumo utilizando un producto extraíble. El sistema comprende una cápsula intercambiable. Asimismo, el sistema comprende un aparato que consiste en un dispositivo dispensador de fluidos para suministrar una cantidad de fluido, tal como agua, a la cápsula intercambiable, un receptáculo que sostiene la cápsula intercambiable, y una disposición de salida que suministra una bebida a un contenedor, tal como una taza. La cápsula comprende una pared circunferencial, una parte inferior, una tapa, un área de ingreso y un área cerrada de salida. La pared circunferencial, la parte inferior y la tapa conforman un espacio interior que comprende un producto extraíble. El sistema está dispuesto para lograr una conexión fluida del dispositivo dispensador de fluidos con el área de ingreso para suministrar el fluido al producto extraíble con el fin de preparar la bebida. Asimismo, el sistema está dispuesto de manera tal que, durante el uso, la disposición de salida esté en comunicación fluida con el área de salida para drenar una bebida preparada de la cápsula. La cápsula comprende además un elemento de apertura dispuesto para entregar una apertura a través del área cerrada de salida para drenar una bebida preparada de la cápsula.

Estas disposiciones no son convenientes en cuanto a que, una vez abierto el drenaje de la cápsula, éste se mantiene así. Si quedara cualquier líquido en la cápsula después del término del proceso de elaboración, éste podría gotear desde el drenaje al retirar la cápsula de la máquina de bebidas, lo que se traduce en menor limpieza y conveniencia general de la máquina.

Asimismo, al utilizar el sistema de “membrana y proyección” para ofrecer la apertura de la cápsula para su drenaje, los canales que conducen una bebida más allá de las proyecciones podrían obstruirse con grumos no disueltos del ingrediente de la bebida. Por ende, se ve mermado el desempeño de la cápsula y la calidad de una bebida que produce.

Conforme a lo anterior, uno de los objetivos de la invención consiste en ofrecer un medio para abrir un drenaje en una cápsula para bebidas que mejore las deficiencias del arte previo mencionadas anteriormente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la invención, la invención se refiere a una cápsula para bebidas que consiste en un cuerpo de la cápsula con una salida, caracterizada porque dicha cápsula para bebidas comprende un tapón, donde dicho tapón está configurado para calzar con dicha salida dispuesta en dicha cápsula para bebidas; un dispositivo de apertura, donde dicho dispositivo de apertura está fabricado, al menos parcialmente, de una aleación con memoria de forma y está inclinado para mantener dicho tapón dentro de dicha salida en una primera posición cerrada, con lo que bloquea la comunicación fluida a través de dicha salida; donde dicho dispositivo de apertura está configurado para desviarse de dicha primera posición cerrada cuando se caliente por sobre la temperatura de transición de dicha aleación con memoria de forma, con lo que se retira dicho tapón de dicha salida en una segunda posición abierta y se permite la comunicación fluida a través de dicha salida.

La provisión de una aleación con memoria de forma en el dispositivo de apertura permite que sea configurado de manera tal que asuma rígidamente una forma “aprendida” predeterminada cuando se calienta por sobre la temperatura de transición de la aleación. El dispositivo de apertura está configurado para que esta forma aprendida corresponda a la segunda posición abierta con el tapón retirado de la salida. Al momento de inyectar fluido calentado en la cápsula, la aleación con memoria de forma es calentada por el fluido por sobre su temperatura de transición y adopta esta forma aprendida, con lo que se desplaza el tapón desde la salida y se permite que una bebida drene desde la cápsula en dirección hacia un contenedor, tal como una taza o tazón.

Esto es conveniente porque una cápsula para bebidas configurada de este modo se abre automáticamente al comienzo del proceso de preparación de la bebida.

Asimismo, la provisión de una aleación con memoria de forma en el dispositivo de apertura permite que el dispositivo de apertura se devuelva a la primera posición cerrada cuando se enfría por debajo de la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma. De esta manera, la cápsula para bebidas se cierra automáticamente al terminar el proceso de preparación de la bebida.

El dispositivo de apertura se mantiene en la segunda posición abierta mientras se inyecta fluido calentado en la cápsula para bebidas. Una vez finalizado el proceso de preparación de la bebida, cesa el flujo de fluido calentado y se enfría la aleación con memoria de forma, con lo que se torna dúctil y susceptible a la deformación. Como resultado de su inclinación, el dispositivo de apertura se devuelve a la primera posición cerrada, volviendo a colocar el tapón dentro de la salida y sellando una vez más la cápsula. Es posible remover la cápsula para bebidas de la máquina de bebidas y desecharla sin desperdicios ni goteos.

Asimismo, la cápsula para bebidas de acuerdo con la presente invención es conveniente porque el dispositivo de apertura de la invención mejora la confiabilidad y consecuencia del proceso de elaboración. Específicamente, el tapón elimina la necesidad de contar con la membrana y las múltiples proyecciones de los diseños del arte previo, con lo que se elimina su tendencia a obstruirse con partículas de ingrediente de la bebida.

En una modalidad particularmente conveniente, el dispositivo de apertura comprende un elemento resiliente fabricado con un material elástico y un elemento motriz fabricado con la aleación con memoria de forma. Esto resulta conveniente porque el elemento resiliente se puede utilizar para aumentar la fuerza con la que se mantiene el tapón en la salida, lo que mejora la confiabilidad de la cápsula.

Por último, es posible configurar el dispositivo de apertura para que las condiciones dentro de la cápsula durante el proceso de preparación de una bebida sean ideales para el tipo particular de bebida elegida. Por ejemplo, la geometría o módulo de elasticidad del dispositivo de apertura y las propiedades del material de la aleación con memoria de forma se pueden adaptar para elegir la presión y/o temperatura en que se extrae y/o se vuelve a colocar el tapón dentro de la apertura. Así, se optimizan las condiciones dentro de la cápsula para ofrecer alta calidad y coherencia en las bebidas producidas. De esta manera, es posible optimizar la cápsula para bebidas de la presente invención para la aplicación particular en que se emplee.

De acuerdo con una característica, el dispositivo de apertura está provisto en una configuración biestable, donde una primera posición estable corresponde a dicha primera posición cerrada y una segunda posición estable corresponde a dicha segunda posición abierta.

Esto es conveniente porque configurar el dispositivo de apertura con dos disposiciones estables, cada una correspondiente a una de las posiciones de operación del dispositivo de apertura, significa que el dispositivo de apertura va a tender naturalmente a posicionarse en una de estas dos posiciones. Por lo tanto, durante la operación, sólo es necesario contar con suficiente fuerza para cambiar el dispositivo de apertura de una a otra posición. Así, se puede simplificar el dispositivo de apertura y la construcción de la cápsula para bebidas que la contiene resulta más económica.

De acuerdo con otra característica, la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma fluctúa entre 85° y 90°C.

Esto resulta conveniente porque, en general, las máquinas de bebidas inyectan el líquido a una temperatura de entre 80° y 90°C, tal como se señaló anteriormente. Configurar la aleación con memoria de forma para que tenga una temperatura de transición en el margen superior de este rango garantiza que la temperatura dentro de la cápsula se haya elevado a un nivel uniforme antes de que el dispositivo de apertura abra la salida, lo que mejora la uniformidad de la bebida. Asimismo, una vez terminada la inyección de fluido, el dispositivo de apertura se cierra y la producción de bebida finaliza antes de que la temperatura en la cápsula haya disminuido bajo el rango óptimo de preparación de la bebida. Esto garantiza que una bebida se produzca en las mejores condiciones posibles y posea la máxima calidad posible.

De acuerdo con otra característica, el dispositivo de apertura se proporciona en forma de cuerpo sustancialmente plano en el que está dispuesto dicho tapón.

Esto resulta conveniente porque se simplifica la estructura y fabricación del dispositivo de apertura. Es posible fabricar fácilmente un dispositivo de apertura provisto en forma de cuerpo sustancialmente plano a través de medios de fabricación conocidos en el arte, tales como el laminado, el diseño, el estampado o el estiramiento. De esta manera, las ventajas de la invención se pueden implementar en la mayor gama posible de aplicaciones.

Asimismo, resulta especialmente conveniente cuando el dispositivo de apertura se construye de acuerdo con la modalidad preferida mencionada anteriormente, donde dicho dispositivo de apertura comprende un elemento resiliente hecho de un material elástico y un elemento motriz hecho de la aleación con memoria de forma. En tal caso, es posible fabricar el dispositivo de apertura como un laminado de los dos elementos, lo que permite implementar las ventajas de esta configuración de una forma particularmente flexible y fácil de fabricar.

De preferencia, el dispositivo de apertura es una huincha sustancialmente rectangular.

Es muy conveniente porque resulta muy sencillo y rápido fabricar una huincha sustancialmente rectangular, muchas veces, directamente de material en stock. Así, se reduce aún más el costo de fabricación de un dispositivo de apertura conforme a la presente invención.

De acuerdo con otra característica, el cuerpo de la cápsula es sustancialmente cilindrico, donde dicha salida está dispuesta centralmente en una cara de dicho cuerpo de la cápsula, y donde dicho dispositivo de apertura está dispuesto transversalmente a través de una cavidad dentro de dicho cuerpo de la cápsula.

Esto resulta conveniente porque dicha configuración de la cápsula para bebidas facilita su fabricación, lo que requiere simplemente introducir el dispositivo de apertura en el cuerpo de la cápsula, suministrar el ingrediente de una bebida y sellar la cápsula. Con esto se simplifican los procesos y el equipamiento necesario para fabricar las cápsulas para bebidas, lo que facilita su producción masiva.

Asimismo, la provisión de un dispositivo de apertura en forma de huincha sustancialmente rectangular como aquel descrito anteriormente dentro de un cuerpo sustancialmente cilindrico de la cápsula se traduce en dos pasos entre el borde del dispositivo de apertura y la superficie interior del cuerpo de la cápsula, dispuestos a cada lado del dispositivo de apertura. Dicha modalidad es especialmente conveniente porque los dos pasos permiten que una bebida fluya libremente dentro de la cápsula para bebidas.

De acuerdo con otra característica, la aleación con memoria de forma es una aleación de cobre-aluminio-níquel o níquel-titanio con memoria deforma.

Es muy conveniente porque, en general, las aleaciones con memoria de forma de cobre-aluminio-níquel y níquel-titanio poseen temperaturas de transición adecuadas para el margen de temperaturas que se pueden emplear en la preparación de una bebida. En términos más particulares, es posible elegir la aleación de manera tal que la temperatura de transición de la aleación y, por ende, la temperatura en que el dispositivo de apertura retira el tapón de la salida, sea apropiada para el tipo de bebida que se va a preparar en cualquier cápsula para bebidas particular.

Asimismo, el costo del cobre-aluminio-titanio y níquel-titanio es relativamente bajo comparado con otras aleaciones con memoria de forma. Lo anterior permite implementar las ventajas de un dispositivo de apertura de acuerdo con la presente a un costo mínimo.

De esta manera, es posible adaptar aún más el desempeño del dispositivo de apertura de la cápsula para bebidas según la aplicación particular en que se vaya a utilizar, lo que redunda en mejor rendimiento y mayor ahorro.

De acuerdo con un segundo aspecto, la invención se refiere a un método de preparación de una bebida, que consiste en las etapas de suministro de una cápsula para bebidas, donde dicha cápsula para bebidas contiene una cantidad de un ingrediente de una bebida y viene con un tapón configurado para ajustarse a una salida dispuesta en una cara de la cápsula para bebidas, y un dispositivo de apertura fabricado al menos parcialmente con una aleación con memoria de forma, que está inclinado para mantener dicho tapón en dicha salida y bloquear la comunicación fluida a través de dicha salida; la inyección de una cantidad de líquido calentado en dicha cápsula para bebidas para combinarlo con el ingrediente de dicha bebida con el fin de formar una bebida, donde dicha aleación con memoria de forma en dicho dispositivo de apertura se calienta por sobre su temperatura de transición y provoca que dicho dispositivo de apertura se desvíe y retire dicho tapón de dicha salida; y el drenaje de dicha bebida a través de dicha salida, donde después de finalizar la etapa de drenaje, dicho dispositivo de apertura se enfría por debajo de la temperatura de transición de dicha aleación con memoria de forma y vuelve a colocar dicho tapón dentro de dicha salida.

Lo anterior resulta conveniente, porque la preparación de una bebida de acuerdo con este método le permitirá realizar las ventajas de la presente invención. De manera más específica, este aspecto de la invención le permite usar una cápsula que contiene un dispositivo de apertura según lo descrito anteriormente, lo cual evita derrames y goteos al extraerla de la máquina de bebidas.

Asimismo, la preparación de una bebida de acuerdo con este método es conveniente, porque el uso del dispositivo de apertura según lo descrito anteriormente, mejora la consecuencia y calidad de la bebida producida. Dado que el dispositivo de apertura elimina las rejillas y canales utilizadas en los diseños del arte previo, se reduce la posibilidad de que las partículas del ingrediente de la bebida que obstruyen la cápsula durante el proceso de preparación de bebidas. Así, la calidad de una bebida preparada se entrega en forma más consistente de porción en porción y la máquina de bebidas se torna más confiable.

Del mismo modo, otras particularidades y ventajas de la invención también surgen de la siguiente descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos adjuntos, proporcionados a modo de ejemplos no limitantes: - La figura 1 A describe una vista de la sección lateral de una cápsula de bebida, antes de la preparación de una bebida; - La figura 1B describe una vista de la sección superior de una cápsula de bebida de la figura 1 A; - La figura 2 describe una vista de la sección lateral de una cápsula de bebida de la figura 1 A, durante la preparación de una bebida; y - La figura 3 describe una vista de la sección lateral de una cápsula de bebida de acuerdo con la figura 1A, después de la preparación de una bebida.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las figuras 1A y 1B describen una cápsula de bebida 100 que incorpora un dispositivo de apertura de acuerdo con la presente invención. Según se describe en la figura 1A; la cápsula 100 comprende un cuerpo de cápsula 101, el cual en la modalidad aquí descrita, corresponde a una estructura sustancialmente con forma de taza, que tiene una cara 102 y una boca 103. La cara 102 está provista de una salida 104, mientras que la boca 103 está sellada por la membrana 105. Por lo general, la membrana 105 corresponde a una lámina flexible, delgada, tal como una hoja metálica o un disco plástico, la cual está pegada, soldada, o de otro modo, adherida al cuerpo de cápsula 101 junto a una brida 106.

Sin embargo, de acuerdo con la aplicación particular, pueden preferirse otras configuraciones de una cápsula de bebida. Por ejemplo, en una modalidad alternativa una cápsula de bebida se puede fabricar a partir de dos estructuras sustancialmente con forma de taza, una de las cuales está provista de una salida, y que están unidas entre sí junto a una brida o costura.

De este modo, la cápsula 100 comprende una cavidad 107, en la cual se coloca una cantidad de ingrediente de bebida 108. Por lo general, el ingrediente de bebida 108 es café, pero también puede ser cualquier sustancia o combinación de sustancias que produzcan una bebida al mezclarse con agua u otro líquido. Por ejemplo, a modo de alternativa, una cápsula de bebida puede contener té seco, leche en polvo, cacao, azúcar, caldo liofilizado u otros similares. Un ingrediente de bebida 108 se puede empacar en forma suelta o compacta dentro de la cavidad 107.

Cuando un ingrediente de bebida no se disuelve por completo en el líquido, tales como con los posos de café o las hojas del té, también puede resultar conveniente proporcionar a elemento de refuerzo 109, a fin de evitar que un ingrediente de bebida se salga de la cápsula 100 durante la preparación de la bebida. El elemento de refuerzo 109 puede estar configurado, por ejemplo, como una malla o tamiz fino, o bien, a modo de alternativa, puede estar provisto como papel o filtro de fibra.

Dentro de la cavidad 107 y cerca a la cara 102 se encuentra el dispositivo de apertura 110, descrito aquí en la figura 1 A en una primera posición cerrada. El dispositivo de apertura 110 comprende, en esta modalidad particular, un tapón 111, a elemento resiliente 112, y a elemento motriz 113, cuya forma y disposición se analizará en detalle.

El tapón 111 está configurado de manera de calzar con la salida 104 y asentarse en esta por sí mismo, bloqueando la comunicación de los líquidos a través de la salida 104. El tapón 111 puede estar formado con el material más apropiado para la configuración particular de la cápsula y la composición de la bebida en cada aplicación individual, a fin de asentarse correctamente en la salida 104.

El elemento resiliente 112 se fabrica a partir de un material elástico, y se dispone de tal forma que este se sesga para mantener el tapón 111 en la salida 104. En la modalidad preferida, el elemento resiliente 112 es una simple huincha de metal, de preferencia, fabricado a partir de metal o aleación, el cual no es reactivo con un ingrediente de bebida o el líquido de inyección.

El elemento motriz 113 se fabrica a partir de un metal de aleación con memoria de forma (SMA), de preferencia, una aleación de cobre-aluminio-titanio o níquel-titanio. Los metales de SMA cuentan con la interesante propiedad donde el metal es dúctil y se puede deformar libremente cuando está bajo su temperatura de transición, pero sobre la temperatura de transición, este volverá obligadamente a su forma previamente establecida. De este modo, el elemento motriz 113 está compuesto de tal manera que su temperatura de transición se encuentra entre la temperatura ambiente y la temperatura del líquido inyectado durante preparación de las bebidas. De preferencia, esta temperatura es de alrededor de 90°C, aún cuando esta se puede modificar a ajustar las propiedades del material del metal SMA usado en el elemento motriz 113.

De este modo, mientras la figura 1A describe una cápsula de bebida 100 antes de usar, el elemento motriz 113 está a temperatura ambiente y en consecuencia, dúctil. Dado que el tapón 111, elemento resiliente 112, y elemento motriz 113 están conjuntamente dispuestos, el sesgo del elemento resiliente deformará el elemento motriz 113 y presionará el tapón 111 hacia la salida 104, mediante lo cual se evita la comunicación de líquidos a través de dicha salida 104.

En una modalidad posible, el dispositivo de apertura 110 está fabricado como cuerpo sustancialmente plano. Mejor aún, este toma la forma de una lámina, donde al menos una lámina es un elemento resiliente 112 y al menos, una lámina es un elemento motriz 113. La figura 1 A describe dicha configuración, con una lámina de cada uno de los elementos resiliente y motriz 112 y 113, y el tapón 111 unido al elemento motriz 113.

La figura 1 B describe esta configuración en una vista superior. El dispositivo de apertura 110 está configurado como una huincha sustancialmente rectangular, donde el tapón 111 está dispuesto en el reverso de dicho dispositivo de apertura 110. El dispositivo de apertura 110 extiende el diámetro del cuerpo de la cápsula 101 , dejando dos pasos 114 abiertos para el flujo de la bebida. Una configuración de este tipo es particularmente conveniente, porque el dispositivo de aperturas en la forma de huinchas rectangulares se puede producir rápidamente y con un mínimo de gastos en un ajuste de producción en masa.

La figura 2 describe una cápsula de bebida 100 durante un paso de inyección, donde se prepara una bebida y se dispensa desde una cápsula de bebida 100. En general, una cápsula de bebida 100 se insertará en una máquina de bebidas adaptada para acomodar dicha cápsula, donde ese tipo de máquina de bebidas está provisto con medios para calentar y presurizar una cantidad de líquido, inyectándolo en una cápsula de bebida 100 (más comúnmente, por medio de una aguja hueca u otra similar), y un medio para canalizar una bebida producida y dispensarla en un contenedor. Dichas máquinas de bebidas se conocen en el arte y por propósitos de claridad no se analizarán en este documento.

Al inicio del paso de inyección, la membrana 105 es atravesada por la aguja de inyección 200. La aguja de inyección 200 está conectada al suministro de líquidos 201, desde donde se proporciona una cantidad de líquido calentado 202. El líquido calentado 202 se inyecta en la cavidad 107 de una cápsula de bebida 100 a través de la aguja de inyección 200.

El dispositivo de apertura se describe en la figura 2 en una segunda posición abierta. A medida que el líquido calentado 202 fluye a través de una cápsula de bebida 100 en la dirección 202, este calentará el elemento motriz 113 por sobre su temperatura de transición, provocando su tensión y retorno a u forma configurada previamente. La forma configurada previamente está configurada de tal manera que el tapón 111 se extrae de la salida 104, según lo descrito en la figura 2.

De este modo, con la inyección del líquido calentado 202, el elemento motriz 113 superará el sesgo del elemento resiliente 112 y forzará al dispositivo de apertura 110 para que se desvíe hacia arriba, mediante lo cual se extrae el tapón 111 de la salida 104. Asimismo, el líquido calentado 202 se combinará con un ingrediente de bebida 108 para formar una bebida 203 que fluye a través de la salida 104, desde donde puede ser dispensada en un contenedor, tales como una taza o jarro para su consumo.

Al momento de terminar la inyección del líquido calentado 202, el elemento motriz 113 comenzará a enfriarse. Una vez que el elemento motriz 113 ha alcanzado su temperatura de transición, este se tornará dúctil y ya no será capaz de superar el sesgo del elemento resiliente 112. Por lo tanto, el elemento resiliente 112 hará que el dispositivo de apertura 100 vuelva a su primera posición cerrada, reemplazando el tapón 111 en la salida 104.

En la modalidad preferida, el dispositivo de apertura 110 está provisto en una configuración biestable, de tal modo que este esté estable en una primera posición cerrada y en la segunda posición abierta. Dado que el dispositivo de apertura 110 está estable en ambas posiciones, sólo es necesario proporcionar el impulso para mover el dispositivo de apertura 110 entre las dos posiciones estables. En la modalidad preferida, el dispositivo de apertura 110 está estable en la primera posición cerrada como resultado del sesgo del elemento resiliente 112, y estable en la segunda posición abierta como resultado de la rigidez generada en el elemento motriz calentadol 13.

La figura 3 describe una cápsula de bebida, luego de terminar con el paso de inyección. La aguja de inyección 200 se retira de la membrana 105 de una cápsula de bebida 100. Cuando un ingrediente de bebida no se disuelve totalmente en el líquido calentado (por ejemplo, posos de café), los residuos del ingrediente de bebida 108 permanecerán en la cavidad 107 del cuerpo de la cápsula 100 y, en una posible modalidad, permanecerán en su lugar a través del elemento de refuerzo 109.

En este caso, el dispositivo de apertura 110 ha vuelto a su primera posición cerrada. El elemento motriz 113, que ya no es calentado por la inyección de líquido calentado, se ha enfriado bajo su temperatura de transición y ha vuelto a su estado dúctil. El elemento resiliente 112 ya no es desviado por el elemento motriz 113 y cambia el elemento motriz 113 y el tapón 111 en dirección descendente, de modo que el tapón 111 es reemplazado dentro de la salida 104. Con ello, la salida 104 se vuelve a sellar, evitando la filtración de cualquier líquido residual desde la cápsula de bebida 100 al extraerla de la máquina de bebidas.

Por supuesto, la invención no se limita a las modalidades descritas anteriormente y ni a los dibujos adjuntos. Es posible realizar modificaciones, en particular, en cuanto a la construcción de los diversos elementos o mediante la sustitución de equivalentes téenicos, sin alejarse con ello del campo de aplicación de protección de la invención.

En particular, se debe comprender que mientras el análisis anterior proporciona una configuración de ejemplos del dispositivo de apertura y de la cápsula de bebida, esta construcción no se limita a las formas descritas en esta. Las forma y configuración de los componentes de la cápsula de bebida se pueden cambiar o reconfigurar aún permaneciendo dentro del campo de aplicación de la invención.

Por ejemplo, el dispositivo de apertura se puede proporcionar con una estructura diferente a la huincha rectangular laminada presentada en este documento. Por ejemplo, el dispositivo de apertura se puede proporcionar en la forma de un disco o estrella. A modo de alternativa, los elementos resiliente y motriz se pueden proporcionar en una forma que no sea plana, tales como un barrote, varilla o alambre.

La configuración y operación exactas de la invención según lo practicado, puede, de este modo, variar de la descripción anterior sin alejarse del principio inventivo descrito en el presente documento. De acuerdo con lo anterior, el campo de aplicación de esta publicación pretende ser ejemplar más que limitante, y el campo de aplicación de esta invención se define por cualquiera de las reivindicaciones provienen al menos en parte de esta.

Aún cuando la totalidad de la memoria describe la invención como una cápsula de bebida, se debe entender que el término “bebida” comprende más generalmente productos comestibles no líquidos, tales como, por ejemplo, sopas espesas que opcionalmente comprenden trozos sólidos como crutones o productos viscosos o gelatinosos, tales como, por ejemplo, cremas, helados o jaleas.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una cápsula de bebida (100) que comprende un cuerpo de cápsula (101) con una salida (104), caracterizada porque dicha cápsula de bebida (100) comprende: i. un tapón (111), donde dicho tapón (111) está configurado para calzar con dicha salida (104) dispuesta en dicha cápsula de bebida (100); y ii. un dispositivo de apertura (110), donde dicho dispositivo de apertura (110) está fabricado, al menos, parcialmente a partir de una aleación con memoria de forma y sesgada para retener dicho tapón (111) dentro de dicha salida (104) en una primera posición cerrada, mediante lo cual se bloquea la comunicación de líquidos a través de dicha salida (104); donde dicho dispositivo de apertura (100) está configurado para desviarse desde dicha primera posición cerrada al calentarse por sobre la temperatura de transición de dicha aleación con memoria de forma, mediante lo cual se extrae dicho tapón (111) desde dicha salida (104) hacia una segunda posición abierta y se permite la comunicación de líquidos a través de dicha salida (104).

2. La cápsula de bebida (100) de la reivindicación 1, caracterizada porque dicho dispositivo de apertura (100) comprende un elemento resiliente (112) fabricado a partir de una material elástico y un elemento motriz (113) fabricado a partir de una aleación con memoria de forma.

3. La cápsula de bebida (100) de la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dicho dispositivo de apertura (110) está provisto en una configuración biestable, que tiene una primera posición estable correspondiente a dicha primera posición cerrada y una segunda posición estable que corresponde a dicha segunda posición abierta.

4. La cápsula de bebida (100) de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizada porque la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma fluctúa entre 85°C y 90°C.

5. La cápsula de bebida (100) de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizada porque dicho dispositivo de apertura (110) está provisto de un cuerpo sustancialmente plano con lo cual se dispone dicho tapón (111).

6. La cápsula de bebida (100) de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizada porque dicho dispositivo de apertura (110) es una huincha sustancialmente rectangular.

7. la cápsula de bebida (100) de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizada porque dicho cuerpo de cápsula (101) es sustancialmente cilindrico con dicha salida (104) dispuesta en forma central con respecto a la cara (102) de dicho cuerpo de cápsula (101), donde dicho dispositivo de apertura (110) está dispuesto transversalmente a través de una cavidad (107) dentro de dicho cuerpo de cápsula (101).

8. La cápsula de bebida (100) de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 7, caracterizada porque dicha aleación con memoria de forma es una aleación con memoria de forma de cobre-aluminio-níquel o níquel-titanio.

9. Un método para preparar una bebida (203), que comprende los pasos para: i. Proporcionar una cápsula de bebida (100), donde dicha cápsula de bebida (100) contiene una cantidad de un ingrediente de bebida (108) y está provisto con un tapón (111) configurado para coincidir con una salida (104) dispuesta en una cara (102) de la cápsula de bebida (100), y un dispositivo de apertura (110) al menos parcialmente fabricado a partir de una aleación con memoria de forma y sesgada para retener dicho tapón (111) en dicha salida (104) y bloquear la comunicación de líquidos a través de dicha salida (104); ¡i. Inyectar una cantidad de a líquido calentado (202) en dicha cápsula de bebida (100) para combinarse con dicho ingrediente de bebida (108) a fin de formar una bebida (203), donde dicha aleación con memoria de forma en dicho dispositivo de apertura se calienta a través de este por sobre su temperatura de transición y hace que dicho dispositivo de apertura (110) se desvíe y retire dicho tapón (111) de dicha salida (104); y iii. Drenar dicha bebida (203) a través de dicha salida (104); donde luego de terminar con el paso de drenaje, dicho dispositivo de apertura se enfría (110) bajo la temperatura de transición de dicha aleación con memoria de forma y reemplaza dicho tapón (111) dentro de dicha salida (104).