Campo Técnico La presente invención se refiere a un aparato capaz de exprimir grandes cantidades de frutos cítricos de forma continua sin necesidad de cortarlos previamente, de forma manual, mediante una palanca, o semiautomática, con un motor eléctrico. El exprimidor realiza un corte preciso, cortándolo transversalmente al eje central a través de un cuchillo móvil que permite exprimir el fruto sin presionar demasiado la cáscara.

Estado de la técnica (o antecedente de la invención)

Los exprimidores de frutos cítricos actuales que más se usan son del tipo similar a unas tijeras con paletas agujereadas en sus extremos. Los frutos son colocados en la parte central de estas paletas para luego extraer el zumo ejerciendo presión sobre las tijeras. Los frutos hay que cortarlos manualmente, en la dirección transversal al eje central, antes de colocarlos en el exprimidor una mitad a la vez. El antecedente relacionado es un sistema mecánico de compresión de comida que tiene como ventaja de ejercer fuerzas compresivas relativamente alta para moldar, romper y aplastar la comida (patente US8322277 B2), el sistema propuesto nos diferencia debido a que no se necesita el apoyo de una cuchilla externa para cortar los frutos cítricos y tampoco se necesita colocar manualmente la mitad del fruto en las tijeras. Anteriormente, en el año 1966, se diseñó y se desarrolló un aparato para presionar frutos para bebidas, aparato simple en donde se mantiene el fruto cítrico entre dos soportes y que comprime el fruto para que el zumo vaya directamente en la bebida o sobre comida (patente US3244089). Otra invención de ese tipo fue de una bandeja en forma de V que contiene un fruto para transportarlo de manera fácil y que contiene un exprimidor manual asociado a un resorte para exprimir el jugo (patente US3515057), de igual manera el producto desarrollado no necesita la asistencia de objetos externos para obtener el zumo. A comparación de los anteriores, nuestro diseño tiene una cuchilla móvil que emula el corte fino de la cáscara del fruto cítrico, y que además se en la zona transversal al eje central, tal como lo realizan las personas manualmente con un cuchillo.

i El equipo que más se asemeja a la invención propuesta es la máquina automática de exprimir jugos Cítricos. Se desarrolló una máquina exprimidora de frutos pequeños (patente GB2216784) en el cual se automatizó un sistema para poner las frutas enteras en dos tambores con cavidades semiesféricas que permiten trasladar las frutas en el sistema. En un momento se corta la fruta en dos mitades ejerciendo presión sobre una cuchilla fija y luego de eso se comprimen las frutas cortadas con el apoyo de un tambor de cabeza semiesférica, es decir, un par de tambores complementarios, en dicho momento el zumo de la fruta, incluyendo el jugo de la presión sobre las cáscaras, pasa por un tubo para ser finalmente recolectado. A fin de evitar que el zumo salpique, se puso un material transparente para poder observar el proceso. Este diseño, de 1989, tiene un cuchillo fijo comparado al modelo propuesto con un cuchillo en movimiento que emula el corte de las personas. Además, este diseño no está optimizado para frutos cítricos. Algunas personas lo usan para este fin pero los frutos cítricos entran en grupo para ocupar el volumen de una naranja, haciendo que el jugo que se obtiene sea de la presión de fruto y cáscara, sin incluso cortar todos. Nuestro modelo está optimizado para que el diseño trabaje con frutos cítricos de diámetro menor a 4cm, obteniendo un zumo de calidad. Además, en este modelo el corte del fruto se hace en el eje central, por lo que el zumo extraído es mínimo y puede producir amargos. El diseño presentado realiza un corte en la zona transversal al eje central, tal como lo realizan las personas manualmente con un cuchillo.

En otro sistema, las naranjas se colocan en la parte superior, enteras, y un sistema electromecánico se encarga del proceso de trasladar las naranjas, exprimirlas, retirar las cáscaras y extraer el zumo. Este antecedente es presentado en la patente WO2012053881 A2 (publicada el 26 de abril de 2012) que presenta un extractor de jugos con una tapa y un motor eléctrico que causa la caída del zumo en la base del equipo para ser recolectado en una jarra. Éste tiene como ventaja ser compacto, tener micro-interruptores que controlan el ensamblaje de la rampas de entrada y salida, y tener un engrane helicoidal para proteger contra daños en casos de atasco de las frutas. Del mismo inventor también está el sistema similar al anterior según patente MX2010011417 A, el cual presenta un sistema de embrague que permite patinar al engranaje helicoidal cuando el sistema experimenta mucha presión. Este sistema consta de varias rampas ajustables con un perno que al ensamblar accionan un interruptor de seguridad para dar el accesos a toronjas, naranjas y limones, el punto débil de esta invención es que el engranaje y dispositivos de exprimido se arman sobre las caras de la carcasa intermedia. Nos diferenciamos de estas invenciones debido a que este diseño tiene dos tambores hembra y macho y que no exprime la cáscara de la fruta. Además, estos diseños no presentan un cuchillo en movimiento que ayude al corte fino del cítrico, evitando la producción de aceites de la cáscara, y así un jugo amargo, y tampoco presentan la ventaja de cortar el fruto por la zona transversal al eje central.

La máquina exprimidora de cítricos, según la patente ES1043255 U, presenta un depósito receptor de cítricos que los dispensa a través de tambores con cavidades cóncavas hacia un tambor complementario de cabezas convexas donde son exprimidos ejerciendo presión entre ambos tambores hembra y macho. Este sistema es capaz de cortar los cítricos en mitades, por la dirección en que caigan, antes de ser exprimidos con una cuchilla fija próxima al tambor hembra, además los tambores machos presentan perforaciones para la recolección del zumo el cual es succionado. La diferencia entre esta invención y la presentada es que tenemos un sistema de engranaje y no una tolva para realizar el movimiento giratorio para obtener el zumo. Además, también nos diferenciamos en la cuchilla movible mencionada en párrafos anteriores, y la solución de cortar los frutos cítricos por la zona transversal al eje central.

La máquina para el exprimido de cítricos (ver patente WO2009088275 A1) brinda un concepto en el cual la máquina permite tener jugos sin contaminación de aceites y de cáscaras mientras la separación del zumo y de los residuos de las frutas se maneja independientemente. Este aparato consiste en un depósito receptor de cítricos que la dispensa uno por uno hacia una cuchilla giratoria en forma de disco. La cuchilla rebana la fruta en varias partes, por la dirección en que caigan, antes de ser exprimida por dos rodillos tipo engranaje. Este diseño tiene una cuchilla horizontal de la cual nos diferenciamos con una cuchilla vertical guiada por un eje y soporte, además el movimiento de la cuchilla se realiza con los ejes de los tambores y con el mismo juego de engranajes, y el corte realizado por la zona transversal al eje central del cítrico. Un sistema compacto para exprimir cítricos, especialmente naranjas, es presentado en la patente WO2005041695 A1. Su principal característica es la reducción del número de tambores rotatorios, pues utiliza un tambor hembra y un tambor macho para exprimir la fruta. Igualmente, contiene una cuchilla fija al costado del tambor hembra para cortar la fruta por la mitad, así como un sistema volteador y un péndulo retenedor para devolver la mitad cortada hacia el tambor hembra y así ser exprimida. En este sistema las dos mitades de una fruta se exprimen de manera secuencial mas no paralela como en la patente GB2216784. El diseño presentado se diferencia de estas invenciones debido que las descritas anteriormente tienen un solo tambor para minimizar espacio, no funciona para cítricos pequeños tales como limones, y no son capaces de cortar el cítrico por eje transversal al eje central del fruto.

Otro sistema desarrollado (ver patente WO2013038039 A1) comprende un alimentador de frutos, un sistema de alveolos para recibir las frutas del alimentador, una cuchilla fija para cortar la fruta en dos mitades, un par de piñas donde se prensa la fruta con los alveolos, pistas de deslizamiento para botar la cáscara de la fruta. De esta forma, el zumo es recolectado en una bandeja inferior y ser servido a través de un caño. Siendo todo el proceso automatizado. La diferencia entre las dos invenciones es que el sistema presentado tiene una cuchilla que se mueve con los ejes de los tambores hembra y macho, y además, realiza el corte por la zona transversal al eje central del cítrico.

Otro artefacto es ES1007814 que refiere a un dispositivo exprimidor de cítricos, que corta los cítricos en dos mitades, en cualquier dirección, las cuales presiona con partes curvo-convexos para extraer el zumo. Para cortar los cítricos en dos mitades utiliza una cuchilla estática de forma rectangular. La diferencia entre las dos invenciones es que el sistema presentado tiene una cuchilla movible que tiene una forma triangular. Este sistema emula completamente el corte del fruto de manera manual y permite un corte sin destruir la cáscara. Este corte fino del fruto produce un zumo de calidad, sin amargura, debido además al corte correcto por el eje transversal al eje central del fruto. Otro sistema es ES2178609 que refiere a una máquina exprimidora de cítricos, que extrae el zumo de éstos a través de discos que exprimen a las mitades de los cítricos. Para cortar los cítricos en mitades utiliza una cuchilla estática que puede estar en posición vertical u horizontal dependiendo del modo de corte, dicho corte se hace en cualquier dirección según la caída del fruto cítrico. La invención presentada se diferencia por tener una cuchilla de forma triangular que se mueve con el juego de engranajes que desplaza a los tambores. Además, presenta tambores hembras y machos para exprimir frutos y no discos como en la invención antes mencionada. Las ventajas técnicas del equipo presentado en este documento son en el corte fino del cítrico producido por la cuchilla movible, emulando el corte de las personas, incluyendo el corte por la dirección transversal al eje del cítrico, reduciendo así la producción de zumos amargos provenientes por la presión sobre las cáscaras, y, el tener tambores machos y hembras hace que el flujo de frutos cítricos a ser exprimidos sea más rápido (1 cítrico por tiempo-agujero de la propuesta versus 1 cítrico por cada 2 tiempos- agujeros de la patente en mención) y su presión más natural ya que el volumen del tambor macho aumenta la presión sobre el fruto de forma lineal según la superficie circular en contacto.

El sistema descrito en MXPA01001395 A (número de aplicación MX2001 PA01395 20010108, con fecha de presentación internacional 2001-01-08, y fecha de publicación 2004-09-10) hace referencia a una máquina con diferentes mecanismos que hace que la cáscara se corte en una pequeña distancia y espacio, además de un sistema de corte y compresión del fruto que reduce la presión sobre la cáscara del fruto. De este documento sólo tiene el resumen mas no la patente, de esta manera, no se tiene información de su mecanismo real. Desde el punto de vista de su resumen, este producto no cuenta con un cuchillo en movimiento para producir un corte fino del cítrico que reduzca la producción del jugo de la cáscara producido por el corte. El resumen solo menciona la reducción del jugo en el momento de la presión pero no del producido por el corte, ni la dirección en que se produce este corte. La invención presentada en este documento difiere de los antecedentes por ser un aparato destinado a extraer el zumo de grandes cantidades de frutos de manera continua y además obtenerlo con varios grados de amargura dependiendo del producto a elaborar como por ejemplo ceviches, pisco sour, limonadas, etc. Para esto la invención consta de una cuchilla de forma triangular y que se desplaza verticalmente, emulando así el corte manual de frutos cítricos de una persona, lo cual evita destrozar la cáscara del cítrico o presionarla demasiado. El grado de amargura del zumo varía según las dimensiones del juego de tambores prensadores intercambiables manualmente que pueden extraer el zumo de cítrico sin aceite de la cáscara (grado de amargura). Esta invención además soluciona la dirección del corte de cítrico, el cual se produce en la dirección transversal al eje central del cítrico, tal como lo realizan las personas. Descripción de la invención

La invención presentada ofrece una solución para extraer zumo de frutos cítricos de hasta 4cm de diámetro, en grandes cantidades, de una manera eficiente y rápida para, entre otros, preparar ceviches, pisco sours, limonadas, etc. La invención consiste en un sistema mecánico destinado a la extracción de zumo de grandes cantidades de frutos cítricos de manera continua y considerando el grado de amargura del sabor del zumo, es decir, sin destrozar o presionar demasiado la cáscara que es la que influye en el sabor, agregando aceites al zumo, pudiéndole dar un sabor amargo.

El sistema está conformado por un recipiente alimentador (1) en el cual se deposita los frutos enteros a grandes cantidades de manera continua en la parte superior, estos se dirigen por gravedad a tambores hembras (4) con cavidades cóncavas, siendo una cavidad por fruto cítrico. La forma de la caída por gravedad hace que los frutos caigan del alimentador (1) a través de una ranura (30) hacia una canal guía (2) en una posición lista para ser cortados en la dirección transversal al eje central del fruto. Los tambores hembras (4) giratorios son accionados con una unidad de transmisión (17), sea palanca o mediante un motor eléctrico (27), a través de un juego de engranajes (18) como sistema de transmisión del aparato exprimidor. Así el cítrico, ¡nicialmente en una cavidad, es transportado por un sistema que atrapa al cítrico mediante un segundo tambor hembra de giro antihorario los cuales presionan al cítrico sobre una cuchilla (5) en movimiento. La cuchilla es de forma triangular y con movimiento vertical, de tal manera que emula el corte manual de un fruto cítrico, es decir cuando el cítrico es descendido por los tambores hembras, la cuchilla sube aumentando así la presión sobre el cítrico, facilitando el corte, y evitando daños en la cáscara que podrían producir aceites de ésta y así cambiar el sabor del zumo extraído. Una vez que el cítrico está cortado en dos mitades, cada mitad es transportada por un tambor hembra (4) hacia un tambor macho (7) compuesto de tres cabezas convexas. Para evitar que las mitades caigan, el soporte de la cuchilla tiene un perfil que guía (23) a éstas sobre los tambores machos (7). Las mitades de los frutos cítricos son exprimidos ejerciendo presión sobre ellas por un par de tambores hembra (4) y macho (7). Después de ser exprimidos, las cáscaras son guiadas por unas cuñas (9) hacia unos recipientes laterales (8) de acopio de éstas. El zumo es colectado, después de pasar por un cernidor (11) de semillas, en un recipiente inferior que puede ser jarra o vaso (12) listo para ser utilizado. Todo el proceso se desarrolla girando la unidad de transmisión (17) manualmente o con la posibilidad de utilizar un motor eléctrico (27) que se activa por un pulsador (28). Cada vez que los depósitos de cáscaras (8) están llenos, éstos pueden ser vaciados de manera manual al ser partes móviles. De la misma forma, el cernidor (11) puede ser retirado para remover las semillas acumuladas. Las partes del sistema exprimidor son modulares y de fácil mantenimiento, pueden ser extraídos y remplazados fácilmente, a través de tornillos, de manera manual.

Según el grado de amargura del sabor de zumo necesario, la invención puede ser adaptada a través de un juego de tambores macho (7) de diferente calibre, por ejemplo para un ceviche el zumo no debe ser nada amargo en cambio para un pisco sour o limonada esto no es relevante. Según la cantidad de zumo que se quiere extraer de cada fruto cítrico, y los límites de amargura deseados, se puede cambiar el juego de tambores macho (7) para producir el zumo como es requerido. A nuestro conocimiento, hasta la fecha no existe un sistema extractor de zumo de frutos cítricos verdes capaz de extraer zumo de diferentes calidades de sabor, sobre todo zumo sin sabor amargo. Para solucionar este problema técnico, la invención propuesta, a diferencia de los sistemas existentes en el mercado, ha sido adaptada y optimizada en cuanto a espacios para cítricos pequeños. Principalmente a través de la cuchilla (5) utilizada en la invención la cual corta los frutos de forma diagonal, y por eje transversal al eje central del cítrico, para facilitar el corte y emula el movimiento que hacen las personas al cortar frutos cítricos con los cuchillos lo cual no destroza o presiona mucho la cáscara. Para lograr este corte complejo, el sistema de la cuchilla (5) es móvil, desplazándose de manera vertical y en dirección opuesta al movimiento descendente de los frutos. Cuando el fruto cítrico desciende la cuchilla sube ejerciendo fuerza de corte adicional y así facilitando el mismo. La cuchilla tiene forma triangular para emular el movimiento de corte en diagonal y manual de las personas evitando destrozar la cáscara o que ésta produzca aceites o sabores amargos (caso de sistemas existentes). Esto no ocurre con las cuchillas estáticas donde la fuerza de corte solo es reflejada por el movimiento descendente del cítrico el cual ejerce presión sobre la cuchilla estática, mas ésta no agrega ninguna fuerza adicional.

Adicionalmente, la misma unidad de transmisión (17) que gira los tambores hembras (4) y machos (7) también desplaza a la cuchilla (5) que corta los frutos cítricos en mitades. La cuchilla, así, se desplaza de manera vertical a través de una pieza excéntrica (19) y de un brazo móvil (21) de manera que garantiza el vaivén vertical de la cuchilla. La cuchilla está sobre un soporte (6) que tiene un riel guía rectangular vertical (22) que garantiza su desplazamiento vertical (ascendente-descendente). Con esto el sistema es simple y de fácil fabricación capaz de realizar desplazamientos de diferentes partes en diferentes direcciones con solo el giro de una palanca.

La invención presentada tiene las siguientes características: 1) dimensiones reducidas inferiores a 300 mm, 350 mm, 400 mm de ancho, largo y altura, respectivamente y peso ligero por los materiales polímeros utilizados en sus componentes para facilitar su portabilidad; 2) obtención de zumo de fruto cítrico en grandes volúmenes, sin necesidad de cortar previamente los frutos cítricos, con solo movimientos de rotación generado manualmente con una sola unidad de transmisión de movimiento (17) sea palanca o motor eléctrico (27) activado por un pulsador (28); 3) la cuchilla (5) que corta a los frutos cítricos tiene terminación triangular para facilitar el corte; 4) el zumo de fruto cítrico es extraído según la aplicación que se le dará, incluyendo zumo sin ningún tipo de amargo producido por las cáscaras

El equipo presentado tiene cinco partes móviles, 2 tambores hembra (4) y 2 tambores macho (7) y una cuchilla (5), las cuales se desplazan en simultáneo y a diferentes velocidades solo haciendo girar una palanca o un motor en un solo sentido.

Esta máquina puede funcionar de manera manual con una palanca como unidad de transmisión de movimiento (17) o de manera semiautomática con un motor eléctrico (27) que se activa mediante un pulsador (28); el cambio de modo manual a semiautomático se puede realizar de una manera rápida y simple por el mismo usuario.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 es una vista en perspectiva del exprimidor de frutos cítricos donde se muestra sus principales partes en la cual se ha separado el protector frontal transparente para una mejor visibilidad del sistema y sus componentes. La figura 2 muestra una vista explosionada del exprimidor de frutos cítricos donde se puede ver los principales componentes del sistema.

La figura 3 muestra el mecanismo de transmisión de potencia mecánica o de movimiento del sistema mediante el accionamiento manual de una palanca. Este se ubica en la parte posterior del exprimidor de frutos cítricos (a); está conformado por siete engranajes (b) que permiten girar los tambores hembras y machos así como desplazar verticalmente la cuchilla, todo con el movimiento giratorio de la palanca o motor eléctrico. La figura 4 es una vista frontal (a) del exprimidor mostrando una vista de corte por el plano B (b), donde se observa el sistema de caída de frutos cítricos por gravedad desde el recipiente alimentador (1) hacia los tambores hembras (4), asegurando que la cuchilla (5) corte los frutos cítricos uno a la vez de manera transversal al eje central. La figura 5 muestra el mecanismo de movimiento vertical de la cuchilla triangular (5) mediante una pieza excéntrica (19) solidaria al eje de la palanca. Además este es conformado por un brazo (21) y un riel guía en forma rectangular (22) que garantiza el desplazamiento vertical de la cuchilla. En la figura 6 se muestra en perspectiva el sistema de corte de frutos cítricos, el eje de la palanca (20) que presenta una bocina (16) solidaria a la estructura de soporte del exprimidor, la pieza excéntrica de la cuchilla, el brazo de la cuchilla, el soporte de la cuchilla donde se observa el riel guía rectangular, así como la cuchilla en forma de triángulo.

La figura 7 muestra una vista explosionada del sistema de corte de frutos cítricos.

La figura 8 muestra una vista de corte del exprimidor de frutos cítricos donde se observa la posición del motor (27) como unidad de transmisión de movimiento del aparato exprimidor(17), el motor está sujeto al exprimidor a través de un soporte (29) desmontable y es accionado con un pulsador (28).

Ejemplos preferidos (o realización preferente de la invención) Según las figuras descritas anteriormente, el sistema exprimidor de frutos cítricos consta de un recipiente alimentador (1) en la parte superior del sistema en el cual se coloca una gran cantidad de frutos cítricos que van a desplazarse por gravedad hacia una ranura (30) y luego hacia un canal guía (2) que presenta un codo (3) al término de éste para asegurar la entrada de los frutos cítricos de manera individual en las cavidades cóncavas de los tambores hembras (4), el diseño del canal guía (2), del codo (3) ai final del canal y los tambores hembras (4) en conjunto hace que los frutos cítricos se coloquen en la posición correcta para ser cortados de forma transversal al eje central. El tambor hembra (4) toma un fruto cítrico por cada cavidad el cual transporta al cítrico hacia una cuchilla, en movimiento, de forma triangular (5) para ser cortado en mitades. Antes de llegar a la cuchilla, el fruto cítrico es atrapado por las cavidades de dos tambores hembras (4) que giran en sentido contrario. La cuchilla (5) es sostenida por un soporte (6), con un tope (26), que presenta una parte guía en forma rectangular (22) que permite el desplazamiento vertical de la cuchilla. Una vez el cítrico cortado, cada mitad es dirigida por el respectivo tambor hembra (4) hacia un tambor macho de tres cabezas convexas (7) para ser prensados y así extraer el zumo. Para evitar que el zumo pase hacia los mecanismos de transmisión, una plancha (24) fija al soporte frontal (13) separa el mecanismo de prensado y corte del sistema de transmisión. El juego de tambores macho (7) puede ser cambiado según la cantidad y amargura del zumo de fruto cítrico que se desea producir. El soporte central (6) de la cuchilla (5) guía las mitades del cítrico hacia los tambores machos porque presenta dos guías cóncavas en su parte superior (23). Después que las mitades son prensadas entre las parejas de tambores hembra (4) - macho (7), las cáscaras son botadas en dos recipientes laterales (8) mediante cuñas guías (9). Para evitar que el zumo salpique y se desperdicie, un protector frontal transparente (10) es utilizado que permite observar el proceso de prensado, en éste un cernidor (11) sirve para garantizar la obtención de zumo sin semillas. El zumo es acumulado en un envase colector tipo jarra (12), movible manualmente ubicado en la parte inferior del sistema donde el zumo cae por gravedad. Todas las partes antes mencionadas están sostenidas por una estructura rectangular, una frontal (13) y la otra posterior (14)* que sostienen los ejes (15) de los tambores a través de bocinas (16). El proceso completo se lleva a cabo accionando una unidad única de transmisión de movimiento (17) que transmite los movimientos a los tambores y sistema de cuchilla a través de un juego de engranajes (siete en total) (18). La una unidad única de transmisión de movimiento tiene la ventaja de poder ser remplazada por una palanca o un motor eléctrico (27) para una versión con sistema semiautomático. Describiendo con más detalles el sistema de la cuchilla, ésta es accionada directamente con el movimiento de la unidad de movimiento (17), una pieza excéntrica (19), también solidaria al eje principal de movimiento (20), desplaza un brazo (21) que a su vez sostiene el soporte de la cuchilla (25). En la opción sem ¡automática del exprimidor, un motor eléctrico (27) es la unidad de transmisión de movimiento (17) el cual es accionado a través de un pulsador (28) y sujeto a la estructura posterior del exprimidor con un soporte (29) fácil de desmontar por el usuario. La mayoría de las partes móviles del exprimidor de frutos cítricos se desmontan fácilmente de manera manual y sin herramientas para un fácil y adecuado mantenimiento.