BR112019006767B1

BR112019006767B1 - Cápsula, sistema, e, método para preparar uma bebida

Info

Publication number: BR112019006767B1
Application number: BR112019006767-1A
Authority: BR
Inventors: Glen Andrew Oliver
Original assignee: Koninklijke Douwe Egberts B.V.
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2023-11-28
Also published as: KR20190066015A; IL265885B2; IL265885A; CN109803907A; NL2017587B1; US20200047985A1; CA3039162A1; RU2757694C2; CN109803907B; CA3039162C; IL265885B; KR102478992B1; MX2019003871A; JP7054693B2; AU2017338601A1; WO2018067012A8; BR112019006767A2; RU2019113354A; EP3523219A1; AU2017338601B2

Abstract

Em uma cápsula contendo uma substância constituída por uma massa de partículas sólidas soltas, para a preparação de uma bebida potável mediante a extração e/ou dissolução da substância através do fornecimento de um fluido sob pressão na cápsula, uma tela, permeável à água e impermeável a uma porção predominante de partículas da substância, é posicionada entre a substância e o fundo. A tela é fixada ao corpo da cápsula de modo que a tela se solte do corpo da cápsula durante a coadura. Um sistema de coadura de bebida que compreende tal cápsula e um método de uso de tal cápsula também são descritos.

Description

CAMPO E ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere a uma cápsula, de acordo com a porção introdutória da reivindicação 1. Tal cápsula é conhecida do pedido de patente europeia n° 0 468 079.

[002] Na prática, tais cápsulas são principalmente dispostas e usadas para extrair café, prensando-se um fluido de injeção, como água quente sob pressão, através do pó obtido por moagem de grãos de café torrados. No entanto, a substância, que pode estar sob a forma de, por exemplo, grânulos, lascas ou flocos, pode também ser constituída por ou conter constituintes que devem ser dissolvidos e/ou arrastados, como açúcar ou leite em pó. As substâncias a serem extraídas podem também ser de outros tipos além do café, como chá ou ervas.

[003] São amplamente utilizadas no mercado cápsulas cujos corpos são de alumínio ou plástico e cuja extremidade aberta é selada por uma folha fina, geralmente de alumínio. A extremidade fechada do corpo da cápsula é tipicamente chamada de fundo. As máquinas de café têm um compartimento no qual uma porção principal do corpo da cápsula pode ser recebida e um membro de fechamento. O compartimento e/ou o membro de fechamento é/são móveis em relação ao outro entre uma posição operacional na qual o flange da cápsula é preso entre o compartimento e um membro de fechamento, e uma posição de transferência que deixa uma abertura através da qual uma cápsula usada pode ser removida do compartimento e uma cápsula nova pode ser posicionada no compartimento. São fornecidos elementos perfurantes que, em uso, perfuram uma porção inferior do corpo da cápsula dentro do compartimento.

[004] Quando o fluido pressurizado é fornecido ao compartimento, ele penetra na cápsula através dos orifícios feitos pelo elemento de perfuração, e causa um aumento na pressão interna que faz com que a tampa seja rasgada, por exemplo, com auxílio de elementos de perfuração do membro de fechamento. Então, um fluxo de água é pressionado para dentro da substância e a bebida coada sai da cápsula, sendo guiada para um receptáculo do usuário fora da máquina. A tampa pode também, até certo ponto, ser aberta antes da injeção do fluido pressurizado, por exemplo, se a cápsula estiver embalada em um material de barreira com a intenção de reter os sabores, material de barreira este que deve ser removido antes do uso.

[005] A substância pode deixar a cápsula através das aberturas perfuradas quando os elementos de perfuração forem retraídos para fora da cápsula.

[006] A tela pode também afetar a distribuição do fluxo de água através da substância e, em particular, sua uniformidade por toda a substância e por toda a duração do estágio de preparo da bebida. Além disso, o grau de compressão da substância e a formação de espuma (“creme”) parecem ser afetados pela tela.

[007] Embora as propriedades que afetam a limpeza da máquina de café e a qualidade visual e organoléptica da bebida sejam importantes, os custos de fabricação e adequação para a reciclagem de materiais usados também são importantes para um produto de embalagem como cápsulas, que são fabricados em grande escala.

[008] Ao longo do tempo, foram propostas muitas soluções para a tela ou filtro para reter a substância na cápsula após a mesma ter sido aberta. Por exemplo, no pedido de patente europeia n° 0 468 079, a tela é soldada a uma parte em forma de ombro dentro do corpo da cápsula, sendo que a tela é separada do fundo da cápsula.

[009] O pedido de patente europeia n° 1 165 398 revela uma tela que pode ser perfurada ou dotada de uma abertura através da qual o elemento de perfuração pode passar e ser retraído. Tal abertura pré-cortada está sob a forma de um recorte em formato de cruz e é fechada quando o elemento de perfuração é retraído para reter café atrás da tela.

[0010] O pedido de patente europeia n° 1 190 959 revela uma tela sob a forma de uma folha de tecido que é vedada ao fundo da parte em formato de bojo sobre duas zonas, por um lado, uma parte central e, por outro lado, ao longo da periferia do fundo, permitindo que os elementos de perfuração entrem em um espaçamento deixado entre o fundo da cápsula e a tela entre as zonas vedadas central e periférica.

[0011] O pedido de patente europeia n° 2 516 296 revela uma tela sob a forma de um elemento filtrante de material não tecido produzido a partir de fibras plásticas finas, sendo que a tela é fixada ao longo da periferia da tela através de uma vedação à prova de poeira.

[0012] O documento n° WO2015/087180 revela a disposição da tela sob a forma de um elemento filtrante entre a substância e o fundo da cápsula sem a fixação da tela à cápsula, de modo que fique livre para se afastar do fundo, exceto pela resistência aplicada pela substância alimentícia em pó.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] É um objetivo da presente invenção fornecer uma cápsula que possa ser fabricada de maneira simples, a baixo custo e que seja adicionalmente aprimorada em relação ao processamento da substância em uma bebida de alta qualidade organoléptica e visual.

[0014] De acordo com a invenção, esse objetivo é alcançado fornecendo-se uma cápsula, de acordo com a reivindicação 1.

[0015] Devido ao fato de a tela ser fixada ao corpo da cápsula de uma maneira tal que a tela se solta do corpo da cápsula durante a coadura, a tela pode mover-se para longe do fundo do corpo da cápsula mais completamente conforme o líquido é injetado na cápsula. De preferência, toda a tela se move na direção oposta ao fundo do corpo da cápsula em resposta à injeção de líquido no interior da cápsula de modo a se tornar totalmente afastada do fundo. Portanto, mais espaço é deixado entre a tela e o fundo do corpo da cápsula para distribuição radial de água sobre a substância. Por outro lado, devido ao fato de a tela estar fixada ao corpo da cápsula antes da coadura, a tela é mantida no lugar, de modo seguro, durante o preenchimento e o subsequente manuseio da cápsula antes da coadura, mesmo que a cápsula seja agitada, por exemplo, durante o transporte.

[0016] A tela pode, por exemplo, ser produzida a partir de um material filtrante dotado de uma pluralidade de passagens que sejam grandes o bastante para permitir que pelo menos pequenas partículas da substância passem através da mesma. Mais particularmente, o material filtrante pode ser um material não tecido. Nota-se que tal tela fornece uma excelente distribuição de água sobre o leito de substância (em particular, leito de café moído) de modo que a extração seja aprimorada. Sem se ater à teoria, espera- se obter a melhor extração por meio de uma combinação da porosidade do material filtrante, por um lado, e as passagens no material filtrante, por outro lado.

[0017] As passagens podem ter, por exemplo, um diâmetro de 1 a 4 mm. O diâmetro da tela pode ser, por exemplo, de 20 a 40 mm, por exemplo, 22 a 30 mm. O diâmetro do fundo da cápsula pode ser, por exemplo, 20 a 40 mm, por exemplo, 22 a 30 mm. O diâmetro da tela pode ser aproximadamente igual ao diâmetro (por exemplo 95 a 105%) do diâmetro do fundo no lado de dentro da cápsula. A tela pode ser dotada, por exemplo, de 4 a 30 passagens, de preferência, cerca de 15 a 25 passagens. A área de tela que inclui um padrão das passagens pode cobrir de 50 a 100% do fundo, sendo o restante da área de tela isenta de um padrão das passagens. Em uma modalidade prática, a tela é dotada de 15 a 18 passagens, cada uma tendo um diâmetro de 1,5 a 2,5 mm, de preferência, 1,6 a 2,2 mm, com mais preferência, de 1,6 a 1,8 mm.

[0018] O material de tela pode ter, por exemplo, um peso de 20 a 200 g/cm2, de preferência, de 40 a 100 g/cm2. O material de tela pode ter, por exemplo, uma espessura de 0,1 a 1 mm, de preferência, 0,2 a 0,5 mm. O material de tela (sem as passagens) pode ter, por exemplo, uma permeabilidade ao ar entre 500 e 3.000 l/(m2s) a uma queda de pressão de 100 Pa sobre o material de tela, de preferência entre 1.000 e 1.500 l/(m2s) a uma queda de pressão de 100 Pa sobre o material de tela.

[0019] As elaborações e modalidades específicas da invenção são demonstradas nas reivindicações dependentes. A invenção pode, também, ser incorporada em um sistema, de acordo com a reivindicação 38, e em um método, de acordo com a reivindicação 40.

[0020] Características, efeitos e detalhes adicionais da invenção aparecem na descrição detalhada e nos desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0021] A Figura 1 é uma vista em seção transversal em perspectiva de um primeiro exemplo de uma cápsula de acordo com a invenção; A Figura 2 é uma vista lateral esquemática em seção transversal da cápsula, de acordo com a Figura 1, posicionada entre um compartimento e um membro de fechamento de uma máquina de fazer café e com uma tela liberada de um corpo da cápsula; A Figura 3 é uma vista em seção transversal em perspectiva de um segundo exemplo de uma cápsula de acordo com a invenção; A Figura 4 é uma vista em planta superior de uma tela de um terceiro exemplo de uma cápsula de acordo com a invenção; A Figura 5 é uma vista em planta superior de uma tela de um quarto exemplo de uma cápsula de acordo com a invenção; e A Figura 6 é uma vista em planta superior de uma tela de um quinto exemplo de uma cápsula de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] Nas Figuras 1 e 2, é mostrado um primeiro exemplo de uma cápsula 1 de acordo com a invenção. A cápsula 1 tem um corpo de cápsula 2 que tem um fundo 3, uma parede lateral 4, uma extremidade 5 oposta ao fundo 3 e um flange 6 estendendo-se para fora a partir da parede lateral 4 e em torno da extremidade aberta 5. Uma tampa 7 da cápsula é fixada ao flange que se estende para fora 6 e fecha hermeticamente a extremidade 5 do corpo da cápsula 2 oposta ao fundo 3. Para propósitos ilustrativos, a tampa 7 é mostrada como um elemento transparente. A tampa pode também ser aberta até um certo ponto, por exemplo em uma modalidade na qual a cápsula esteja embalada em uma barreira de retenção de sabor, que deve ser removida antes do uso e na qual a tampa não tenha que ser aberta adicionalmente para permitir que a bebida coada flua através da mesma.

[0023] O corpo da cápsula 2 e a tampa 7 limitam uma câmara da cápsula 8. A câmara da cápsula 8 contém uma substância 9 constituída por uma massa de partículas sólidas soltas para a preparação de uma bebida potável mediante a extração e/ou dissolução da substância por meio do suprimento de um fluido de injeção sob pressão na cápsula.

[0024] Nesse exemplo e em modalidades da invenção em geral, a substância pode ser, por exemplo, grãos de café moídos e torrados, mas pode ser também outra substância a partir da qual constituintes precisem ser extraídos e/ou dissolvidos e/ou emulsionados quando líquido de injeção pressurizado, como água quente, passa pelos mesmos, por exemplo, chá, leite em pó e/ou açúcar, ou sopa seca. A substância pode ser, por exemplo, 5 a 40 gramas, de preferência, 5 a 30 gramas, com mais preferência, 5 a 14 gramas de café torrado e moído.

[0025] Para compatibilidade com máquinas de café amplamente usadas, é geralmente preferencial que a cápsula esteja de acordo com um ou mais dos recursos apresentados a seguir, sendo que as dimensões devem ser selecionadas dentro dessas faixas, dependendo do tipo de máquina de produção de café na qual a cápsula deve ser usada: • o diâmetro externo do flange que se estende para fora é de aproximadamente 37 a 45 mm, • o diâmetro do fundo da cápsula é de cerca de 23 a 30 mm, • uma borda interna de uma borda externa curvada do flange que se estende para fora tem um raio em torno do eixo geométrico do corpo da cápsula central de 32 a 42 mm.

[0026] • a borda externa curvada do flange que se estende para fora tem uma dimensão maior de cerca de 1,2 a 1,6 mm, • o diâmetro interno da extremidade livre da parede lateral do corpo da cápsula é de cerca de 29 a 35 mm, • a distância entre a extremidade livre da parede lateral do corpo da cápsula e uma borda mais externa do flange que se estende para fora é cerca de 3,5 a 5 mm, • uma altura do corpo da cápsula é de cerca de 28 a 40 mm, • o corpo da cápsula é truncado, sendo que, de preferência, a parede lateral do corpo da cápsula encerra um ângulo com uma linha transversal ao eixo geométrico central do corpo da cápsula de cerca de 94 a 98°, • o fundo do corpo da cápsula tem um diâmetro interno maior de cerca de 23 a 29 mm, • o fundo do corpo da cápsula é truncado, tendo, de preferência, uma altura de fundo de cerca de 4 a 7 mm, e sendo que o fundo tem, adicionalmente, uma porção central genericamente plana, oposta à tampa, tendo um diâmetro de cerca de 8 a 11 mm, • a altura da porção do membro vedante a ser primeiramente contatado pela extremidade livre do membro de fechamento quando o membro de fechamento é fechado é de cerca de, pelo menos, 0,1 mm, com mais preferência, ao menos 0,2 mm e, com máxima preferência, ao menos 0,8 mm e no máximo 3 mm, com mais preferência, no máximo 2 mm e, com máxima preferência, no máximo 1,2 mm.

[0027] A espessura da parede da tampa (de preferência feita de alumínio) é preferencialmente menor do que a espessura da parede do corpo da cápsula, que pode ser, por exemplo, de alumínio ou de material plástico, de modo que a tampa possa ser forçada a abrir com o auxílio de uma pressão aplicada à câmara da cápsula, por exemplo fazendo com que a tampa de alumínio se rasgue e abra um membro de fechamento do dispositivo de preparação de bebida, como uma placa de extração do dispositivo de preparação de bebida, sob a influência da pressão do fluido na cápsula.

[0028] Na câmara de cápsula 8, é disposta uma tela 10 de um material permeável à água e impermeável a uma porção predominante das partículas da substância 9. A tela 10 é posicionada entre a substância 9 e o fundo 3 da cápsula e tem um centro aproximadamente coaxial com uma linha central 11 da cápsula 1. Na condição mostrada na Figura 1, a tela 10 é fixada ao corpo da cápsula 1 ao longo das zonas de fixação 12 espaçadas em relação ao centro 11 e circunferencialmente espaçadas entre si. Na condição mostrada na Figura 2, a tela 10 é liberada do corpo da cápsula 2, isto é, não está mais fixada ao corpo da cápsula 2 e repousa sobre a substância 9 na cápsula.

[0029] Em algumas modalidades, pode às vezes, em maior parte das vezes ou sempre, acontecer de a tela não ser totalmente liberada do fundo do corpo da cápsula. Dependendo do padrão de áreas de fixação não liberadas, isso pode fazer com que a posição da tela no corpo da cápsula fique inclinada. Entretanto, provavelmente devido à permeabilidade da tela, descobriu-se que isso não afeta de maneira perceptível a qualidade da bebida coada.

[0030] As fixações em zonas 12 mantêm a tela 10 em posição na cápsula 1 imediatamente após a sua fixação ao fundo, durante o preenchimento da cápsula e durante o armazenamento e manuseio antes da coadura, ainda assim interferindo muito pouco com o fluxo de líquido através da tela 10, uma vez que a tela 10 é liberada do fundo 3 do corpo da cápsula 2 durante a coadura, de modo que uma porção relativamente grande da tela 10 até sua borda periférica esteja disponível para passagem de líquidos e a tela 10 seja movida para uma posição espaçada do fundo 3 do corpo da cápsula 2 relativamente afastada e substancialmente sobre toda sua área superficial, de modo a deixar mais espaço para o líquido entrar na cápsula através das perfurações 16 feitas no fundo 3 pelos elementos de perfuração 13, para fácil distribuição radial sobre a área superficial da tela 10 e a substância 9 a jusante da tela 10.

[0031] No presente exemplo, a tela 10 é fixada de modo que as fixações 12 se rompam durante a coadura. Dessa forma, assegura-se que a tela 10 seja rapidamente liberada conforme uma queda de pressão sobre a tela 10 se acumula durante a coadura.

[0032] A tela 10 é fixada ao fundo 3 nas zonas de fixação 12 que são alongadas em uma direção radial e têm as extremidades mais internas radialmente espaçadas em relação a um eixo geométrico central 11 da cápsula 1. Quando a coadura começa, a tela 10 sofrerá um abaulamento para fora em uma área central, de modo que forças de descolamento exercidas sobre as zonas de fixação 12 sejam concentradas nas suas extremidades para dentro. Como essas zonas de fixação 12 são alongadas na direção radial, essas zonas 12 são relativamente pequenas no sentido circunferencial. Portanto, a força que puxa a tela 10 para fora do fundo 3 é concentrada em faixas muito pequenas em sentido circunferencial, de modo que uma grande tensão de descolamento seja exercida nas extremidades para dentro das zonas de fixação e uma força relativamente pequena seja necessária para iniciar o descolamento da tela 10 para fora do fundo 3. Uma vez que o descolamento tenha sido iniciado, as atuais extremidades internas das zonas de fixação remanescentes 12 se movem radialmente para fora até as extremidades externas das zonas de fixação 12 serem alcançadas. Então, a tela 10 é completamente separada do fundo 3.

[0033] Para facilitar o descolamento ao longo do comprimento das zonas de fixação 12, as zonas de fixação 12 têm, de preferência, uma largura menor que 2 mm e, com mais preferência, menor que 1 ou 0,6 mm. Para a confiabilidade de fixação e facilidade de fabricação, é preferencial uma maior largura de zona de fixação de ao menos 0,3 ou 0,4 mm.

[0034] A tela 10 é dotada de uma pluralidade de passagens 23 dimensionadas de modo que ao menos uma fração da substância 9 possa passar através das passagens 23 sob a forma sólida. A fração da substância 9 que pode passar através das passagens pode ser, por exemplo, a menor entre 10%, 30% ou 50% da substância 9. É possível também proporcionar que todas as partículas da substância, a princípio, sejam capazes de passar através das passagens ou que algumas das passagens permitam que uma fração maior da substância passe através delas do que através de outras passagens. Além disso, mesmo que as partículas, a princípio, sejam capazes de passar através das passagens, na prática, a maior parte da substância, e também a maior parte da fração que pode passar através das passagens, pelo contrário, não passarão através das passagens. Isso se deve ao fato de que, após a coadura, a maior parte da substância não é exposta ao refluxo de magnitude suficiente para arrastar essas partículas através das passagens e porque as partículas tendem a se agarrar umas às outras após terem sido molhadas. Entretanto, descobriu-se que uma quantidade considerável de partículas passa através das passagens e vai, até mesmo para o exterior da cápsula, de modo que, após a coadura, uma amostra da substância a partir da qual a bebida é extraída seja visível e possa facilmente ser sentida, pelo olfato, pelo consumidor.

[0035] Além disso, essas passagens 23 permitem a distribuição de água sobre a substância 9, através da qual a água é pressionada com uma queda de pressão menor sobre a tela, pois as passagens relativamente grandes fornecem áreas locais distribuídas em que a resistência ao fluxo é particularmente baixa. Isso permite que a água seja distribuída sobre trajetórias de fluxo que incluem trajetórias de fluxo de um comprimento relativamente grande, em que a queda de pressão por unidade de distância de fluxo poderia, de outro modo, ser relativamente baixa. Além disso, qualquer tendência de a água passar ao longo de trajetórias de fluxo circundando a tela 10 ou passar em uma extensão relativamente grande através de um orifício perfurado na tela, é reduzida, pois a queda de pressão sobre a tela 10 é reduzida. A redução da queda de pressão através da tela 10 adicionalmente oferece a vantagem de que mais da queda de pressão total é deixada como uma queda de pressão líquida através da substância 9, de modo que a extração possa ser mais intensa.

[0036] Para permitir que a tela 10 seja facilmente deslocada pelos elementos de perfuração 13, sem ser perfurada por eles, a tela 10 é feita, de preferência, de material flexível, como papel, filme plástico ou material de fibra sob a forma de um tecido, não tecido ou estrutura de malha. Bons resultados de coadura a baixos custos podem ser obtidos se a tela 10 for de filtro de papel. Se o filtro de papel contiver constituintes termoplásticos como fibras e/ou material aglutinante, estes podem ser usados para vedação ao corpo da cápsula nas zonas de fixação, conforme será descrito com mais detalhes.

[0037] Para permitir que a tela 10 seja facilmente deslocada pelos elementos de perfuração 13, também é vantajoso que todas as zonas de fixação sejam distribuídas ao longo de uma periferia do elemento de tela apenas.

[0038] Na Figura 2, são mostradas, também, partes relevantes de uma máquina de café que, juntamente com a cápsula 1, formam um sistema de coadura de bebida. Essas partes incluem um compartimento 14 no qual uma porção principal do corpo da cápsula 2 pode ser recebida e um membro de fechamento 15 com passagens 17 para permitir que uma bebida preparada flua para longe da cápsula 1. O compartimento 14 e/ou o membro de fechamento 15 é/são móveis um em relação ao outro entre uma posição operacional, na qual o flange 6 da cápsula 1 é preso entre o compartimento 14 e o membro de fechamento 15, e uma posição de transferência, que deixa uma abertura através da qual uma cápsula usada 1 pode ser removida do compartimento 14 e uma cápsula nova 1 pode ser posicionada no compartimento 14. Os elementos de perfuração 13, que, em uso, são dispostos para perfurar uma porção inferior 3 do corpo da cápsula 2 dentro do compartimento 14 em vários locais de perfuração 16 (em princípio, um único elemento perfurante para perfuração em um único local também seria possível; nesse exemplo, são fornecidos três elementos de perfuração que se assentam em um círculo, de modo que cada um dos elementos de perfuração perfure a cápsula fora de uma parte central do fundo). Tais máquinas de café estão disponíveis comercialmente e, portanto, não são descritas com mais detalhes.

[0039] Em funcionamento, a cápsula 1 é posicionada no compartimento 14 e fica presa entre o compartimento 14 e o membro de fechamento 15 com perfurações 17 para permitir que a bebida preparada saia através da tampa 7 para fluir na direção contrária à cápsula 1. Uma porção inferior 3 do corpo da cápsula 2 dentro do compartimento 14 é perfurada e fluido de injeção pressurizado, como água quente, é fornecido ao compartimento 14, fazendo com que o fluido de injeção penetre na cápsula 1 através de pelo menos um orifício 16 perfurado no fundo 3. O orifício pode também ter sido fornecido ao fundo antes da colocação da cápsula no compartimento, por exemplo, durante a fabricação.

[0040] Então, faz-se com que a cobertura 7 rasgue, de preferência sob a influência da pressão hidrostática na cápsula 1 e um fluxo do fluido de injeção passa pelo menos parcialmente através da tela 10, para dentro e através da substância e através da tampa, de modo que uma bebida coada saia da cápsula; e a bebida coada é guiada para um receptáculo.

[0041] Uma vez que as passagens 23 são dimensionadas para permitir que partículas da substância 9 passem através das mesmas sob forma sólida, uma quantidade apreciável das partículas passará para o exterior do corpo da cápsula 2 conforme e/ou após os elementos de perfuração 13 terem sido retraídos e não haver mais aplicação de pressão à cápsula 2. Dessa forma, o usuário pode ver e sentir melhor o aroma da substância a partir da qual a bebida foi preparada, o que acentua a similaridade e associação com a coadura de café em um aparelho para coar carregado manualmente, como uma máquina de café expresso convencional que precisa ser carregada com café moído manualmente.

[0042] Para distribuição radial de água, é preferencial que ao menos algumas das passagens 23 estejam situadas de maneira periférica em relação ao local ou locais das perfurações 16 ou de aberturas pré-fabricadas no fundo.

[0043] Na Figura 3, é mostrado um segundo exemplo de uma cápsula 51 de acordo com a invenção. Em princípio, apenas recursos dessa cápsula 51 que diferem significativamente da cápsula 1 mostrada nas Figuras 1 e 2 são descritos. Para propósitos ilustrativos, a tampa 57 na figura 3 é mostrada como um elemento transparente.

[0044] Nessa cápsula 51, as zonas de fixação 62 também são alongadas, mas se estendem circunferencialmente a partir de extremidades para dentro e são curvas para se estenderem mais radialmente em direção às extremidades externas. Isso permite zonas de fixação relativamente longas 62, para a fixação confiável enquanto se torna mais fácil o descolamento na direção de extremidades radialmente externas das zonas de fixação 62, quando as forças de descolamento tendem a se tornar menores.

[0045] Nesse exemplo, as passagens 73 através da tela 60, que são grandes o bastante para permitir que as partículas da substância 59 passem através das mesmas sob a forma sólida, são dispostas em um único círculo ao invés de em dois círculos concêntricos como o exemplo mostrado nas Figuras 1 e 2.

[0046] Na Figura 4, ainda outro exemplo de uma tela 110 para uma cápsula, de acordo com a invenção, é mostrado. Nesse exemplo, a zona de fixação 112 está sob a forma de um circuito fechado sem fim ao redor do eixo geométrico central da tela 110. Em tal modalidade, a zona de fixação 112 não tem uma extremidade livre em que o descolamento possa ser iniciado. Entretanto, devido ao fato de que o líquido de coadura não pode escapar de outro modo sem que seja através da tela 110, a zona de fixação estará em contato relativamente íntimo com o líquido de coadura e a queda de pressão da tela 110 será relativamente grande, em particular se a tela 110 for de um material impermeável a líquidos ou tiver uma baixa permeabilidade a líquido apenas e se nenhuma passagem através do material de tela estiver situada dentro do circuito formado pela zona de fixação e todas as aberturas no fundo através do qual o líquido entra estiverem dentro do circuito de fixação.

[0047] Em particular, em tal design de zona de fixação, mas também em zonas de fixação de outros designs, a liberação confiável da tela 110 pode ser facilitada proporcionando-se que a fixação seja formada por um adesivo sensível a calor de grau alimentício que inclua um constituinte que tem uma temperatura de transição vítrea menor que 92 °C e, de preferência, menor que 85 °C. O calor do líquido de coadura, conforme usado para coar, por exemplo, café ou chá, faz com que o adesivo se torne facilmente deformável, de modo que a fixação seja liberada mais facilmente.

[0048] A liberação confiável da tela também pode ser melhorada proporcionando-se que a fixação seja formada por um adesivo de grau alimentício que seja solúvel em água ou inclua um constituinte solúvel em água. Geralmente, o líquido de coadura é água. O contato com o líquido de coadura quente fará com que o constituinte solúvel em água do adesivo se dissolva rapidamente, de modo que a tela seja liberada ao longo da zona de fixação 112.

[0049] Na Figura 5, é mostrado um exemplo adicional de uma tela 160 para uma cápsula de acordo com a invenção. Nesse exemplo, as zonas de fixação 162 têm, cada uma, uma porção de extremidade para dentro com uma largura decrescente na direção para dentro até um ponto agudo na extremidade para dentro. Dessa forma, o descolamento em uma direção radialmente para fora é iniciado de modo particularmente fácil.

[0050] As passagens 173, 174, 175 são dispostas em três zonas anulares concêntricas em torno do centro 176 da tela 160. As passagens 173, 174 nos anéis internos são formadas por aberturas no material da tela 160, aberturas essas que são circunferencialmente delimitadas pelo material da tela 160. As passagens 175 na zona anular externa são formadas por baias na borda circunferencial externa da tela 160. As baias formam áreas de resistência ao fluxo reduzida em que a água pode passar entre o perímetro da tela 160 e a parede lateral do corpo da cápsula.

[0051] Na Figura 6, é mostrado ainda outro exemplo de uma tela 210 para uma cápsula, de acordo com a invenção. Nesse exemplo, as passagens 223 (não todas designadas por um número de referência) são dispostas em um padrão que é uniforme sobre toda a área superficial da tela 210. Uma vantagem das passagens dispostas de acordo com um padrão uniforme é que o material de tela pode ser dotado de passagens de maneira muito eficiente antes das telas serem separadas do material de tela. Então, as telas podem ser cortadas ou, de outro modo, separadas do material de tela dotado de um padrão.

[0052] Nesse exemplo, o padrão é um padrão uniforme de colunas e fileiras a distâncias mútuas uniformes. Entretanto, também outros padrões, como padrões nos quais sucessivas fileiras são mutuamente escalonadas na direção longitudinal, por exemplo, pela metade do passo entre sucessivas colunas, ou um padrão no qual as passagens são centralizadas nos cantos das células hexagonais imaginárias.

[0053] Nesse exemplo, as zonas de fixação 212 (nem todas designadas por um número de referência) são dispostas em um padrão que é diferente do padrão uniforme das passagens 223. A localização das zonas de fixação 212 é determinada por uma ferramenta para vedar a tela ao fundo do corpo da cápsula e, consequentemente, até o ponto em que a tela 210 é centralizada dentro do corpo da cápsula, centralizada em relação ao centro 226 e à circunferência externa da tela 210, mas não determinada em sentido rotacional em torno aproximadamente do centro 226 da tela 210. Em contrapartida, a localização do padrão uniforme na tela 210 é (quase) completamente aleatória, pois a tela é recortada de uma manta de material de tela que foi previamente dotada de passagens 223, sem particular atenção à localização do padrão das passagens 223 em relação ao centro 226 e à borda externa da tela. As zonas de fixação 212 são dispostas em tal configuração que, independentemente do posicionamento do padrão uniforme das passagens 223 em relação às zonas de fixação, nem todas as zonas de fixação de um triângulo de zonas de fixação 212 que estão mais próximas (por exemplo, um triângulo de zonas de fixação) podem se ajustar completamente de maneira simultânea (e, de preferência, também não parcialmente) dentro das passagens de qualquer triângulo das passagens 223 (por exemplo, passagens 223 do triângulo de passagens B ou C ou D). Dessa forma, na pior das hipóteses, duas zonas de fixação vizinhas 212 podem cair dentro das passagens 223 e não contribuem para fixar a tela 210 ao fundo do corpo da cápsula. Entretanto, nessa situação, outras zonas de fixação 212 fornecem fixação suficiente da tela 210 no corpo da cápsula.

[0054] No presente exemplo, o número de zonas de fixação é cinco, de modo que, se duas zonas de fixação adjacentes 212 se sobrepuserem completamente às passagens 223, as zonas de fixação adjacentes a essas duas zonas de fixação irão contribuir, pelo menos parcialmente, para fixar a tela 210 e estão localizadas longe o suficiente para fornecer a fixação necessária da tela 210 em relação ao corpo da cápsula. O número de zonas de fixação pode também ser maior que cinco, mas para uma liberação rápida durante a coadura e fixação rápida, por exemplo, termocolagem, é preferencial que o número de zonas de fixação não seja maior que dez e, com mais preferência, menor que oito.

[0055] Para distribuir eficazmente água para porções radialmente externas da cápsula e da substância 59, é vantajoso que pelo menos algumas das passagens 73 sejam dispostas a uma distância do centro superior a 40% e, com mais preferência, mais de 50% ou mais de 60% da distância de uma borda periférica do centro, medida em uma direção a partir do centro até a respectiva passagem. A distribuição de água radialmente para fora é ainda mais aprimorada se isso se aplicar a todas as passagens.

[0056] A distribuição radialmente para fora da água (que pode também ser obtida efetivamente com o uso de uma tela com um padrão uniforme de aberturas) é particularmente relevante se for como, por exemplo, nos exemplos mostrados nas Figuras 1 a 3, 15. O corpo da cápsula 2, 52 tem uma área em seção transversal interna ao longo de um plano paralelo à tampa 7 e 57, que é maior na tampa 7, 57 do que no fundo 3, 53. Em tal cápsula 1, 51, a área em seção transversal aumenta a partir do fundo 3, 53 até a tampa 7, 57, isto é, na direção do fluxo de água através da substância, de modo que a água precisará se distribuir sobre uma maior área em seção transversal conforme ela fluir através da substância 9, 59. Pela condução de uma porção relativamente grande da água radialmente para fora durante a incorrência de apenas uma perda de pressão relativamente pequena na tela, é garantido que a água também seja distribuída eficazmente para regiões externas de seções transversais da substância próxima à tampa 7, 57.

[0057] A distribuição de água radialmente para fora é ainda mais relevante se uma parte em forma de ombro for fornecida em uma parede lateral do dito corpo da cápsula, sendo que a área da seção transversal interna é maior em um lado de cobertura da parte em forma de ombro do que em um lado inferior da parte em forma de ombro.

[0058] Reduções particularmente eficazes da resistência ao fluxo local são alcançadas se ao menos algumas ou todas as passagens tiverem, cada uma, uma área superficial em seção transversal de pelo menos 3 mm2, por exemplo, 3 a 7 mm2, com mais preferência 4 a 5,5 mm2 e/ou um tamanho em seção transversal de pelo menos 1 a 4 mm. O tamanho da seção transversal da tela pode ser, por exemplo, 20 a 40 mm, por exemplo 22 a 30 mm. O diâmetro do fundo da cápsula pode ser, por exemplo, 20 a 40 mm, por exemplo, 22 a 30 mm. O diâmetro da tela pode ser aproximadamente igual ao diâmetro do fundo no lado de dentro da cápsula. A tela pode ser dotada, por exemplo, de 4 a 30 passagens, de preferência, cerca de 15 a 25 passagens. A área de tela em que as passagens estão localizadas pode cobrir 50 a 100% do fundo. Em uma modalidade prática, a tela é dotada de 15 a 18 passagens, cada uma tendo um diâmetro de 1,5 a 2,5 mm, de preferência, 1,6 a 2,2 mm, com mais preferência, de 1,6 a 1,8 mm.

[0059] O material de tela pode ter, por exemplo, um peso específico de 20 a 200 g/cm2, de preferência, de 40 a 100 g/cm2. O material de tela pode ter, por exemplo, uma espessura de 0,1 a 1 mm, de preferência, 0,2 a 0,5 mm. O material de tela (sem as passagens) pode ter, por exemplo, uma permeabilidade a ar de 500 a 3.000 l/(m2s) a uma queda de pressão de 100 Pa sobre o material de tela, de preferência, entre 1.000 e 1.500 l/(m2s) a uma queda de pressão de 100 Pa sobre o material de tela.

[0060] A tela tem uma área superficial que pode ser considerada como sendo composta de uma área superficial interna e uma área superficial externa que circunda a área superficial interna, sendo que a área superficial interna forma ao menos 25% de uma área superficial total da tela e uma porção interna das passagens na área superficial externa fornece uma área superficial aberta de uma segunda proporção da área superficial externa. É, então, vantajoso para a distribuição de água para fora que a segunda proporção seja maior do que a primeira proporção. A área de superfície interna pode formar ao menos 40%, 50% ou 60% da área superficial total da tela e a área superficial interna pode também ser isenta de passagens, pelo menos antes da coadura. A área de superfície interna pode ter um contorno circular, sendo que um centro da tela forma o centro da área superficial interna.

[0061] A tela é, de preferência, de material permeável à água (por exemplo, uma ou mais camadas de material fibroso, como filtro de papel, material de feltro ou material tecido), de modo que nem todo o fluxo de água seja concentrado através das passagens. Entretanto, se o número de passagens for suficientemente grande e as passagens forem distribuídas de maneira suficientemente uniforme, a tela pode também ser de material impermeável à água.

[0062] Várias características foram descritas como parte das mesmas modalidades ou de modalidades separadas. Entretanto, será entendido que o escopo da invenção também inclui modalidades que têm combinações de todos ou alguns desses recursos além das combinações específicas de recursos incorporados nos exemplos.

Claims

1. Cápsula (1,51), compreendendo: um corpo de cápsula (2, 52) tendo um fundo (3, 53), uma parede lateral (4, 54), uma extremidade (5) oposta ao fundo (3, 53) e um flange (6) estendendo-se para fora a partir da parede lateral (4, 54) e ao redor da extremidade (5) aberta; e uma tampa (7, 57) fixada ao flange (6) que se estende para fora, sendo que a tampa (7, 57) fecha a extremidade (5) do corpo da cápsula (2, 52) oposta ao fundo (3, 53); o corpo da cápsula (2,52) e a tampa (7,57) delimitando uma câmara da cápsula (8), sendo que a câmara da cápsula (8) contém: uma substância (9, 59) constituída por uma massa de partículas sólidas soltas, para a preparação de uma bebida potável mediante a extração e/ou dissolução da substância (9, 59) por meio do fornecimento de um fluido sob pressão na cápsula (1, 51), e uma tela (10, 60, 110, 160, 210), de um material impermeável a uma porção predominante das ditas partículas, sendo que a tela (10. 60, 110, 160, 210) é posicionada entre a substância (9,59) e o fundo (3, 53) e é fixada ao corpo da cápsula (2, 52); caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) é fixada ao corpo da cápsula (2, 52) de modo que a tela (10, 60, 110, 160, 210) se solte do corpo da cápsula (2,52) durante a coadura e pode mover-se para longe do fundo (3, 53) do corpo da cápsula (2, 52) à medida que o fluido é injetado sob pressão na cápsula (1, 51).

2. Cápsula (1, 51) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) é fixada por pelo menos uma fixação, sendo que a fixação é disposta para que rasgue durante a coadura.

3. Cápsula (1, 51) de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a fixação constitui pelo menos uma zona de fixação (12, 62, 1112, 162, 212), que é alongada em uma direção radial e tem uma extremidade mais interna radialmente espaçada em relação a um eixo geométrico central (11) da cápsula (1, 51).

4. Cápsula (1,51) de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que uma porção de extremidade interna da zona de fixação (12, 62, 1112, 162, 212) tem uma largura decrescente na direção para dentro até um ponto agudo da extremidade para dentro.

5. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) é fixada ao corpo da cápsula (2, 52) de modo que a tela (10, 60, 110, 160, 210) se solte completamente do corpo da cápsula (2, 52) durante a coadura.

6. Cápsula (1, 51) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) é dotada de uma pluralidade de passagens (23, 73, 173, 174, 175, 223) dimensionadas de modo que ao menos uma fração da substância (9, 59) possa passar através das passagens (23, 73, 173, 174, 175, 223) em forma sólida.

7. Cápsula (1, 51) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) é fixada ao corpo da cápsula (2, 52) ao longo das zonas de fixação (12, 62, 1112, 162, 212) espaçadas a partir do centro e circunferencialmente espaçadas entre si.

8. Cápsula (1, 51) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que todas as zonas de fixação (12, 62, 1112, 162, 212) são distribuídas de maneira próxima e, de preferência, uniformemente, ao longo de uma borda periférica da tela (10, 60, 110, 160, 210).

9. Cápsula (1, 51) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) tem uma área superficial incluindo uma área superficial interna e uma área superficial externa que circunda a área superficial interna, a área superficial interna formando ao menos 25% de uma área superficial total da tela (10, 60, 110, 160, 210), sendo que uma porção interna das passagens (23, 73, 173, 174, 175, 223) na área superficial interna fornece uma área superficial aberta de uma primeira proporção da área superficial interna, sendo que uma porção externa das passagens (23, 73, 173, 174, 175, 223) na área superficial externa fornece uma área superficial aberta de uma segunda proporção da área superficial externa, e sendo que a segunda proporção é maior do que a primeira proporção.

10. Cápsula (1, 51) de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a dita área superficial interna é isenta das passagens (23, 73, 173, 174, 175, 223).

11. Cápsula (1, 51) de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a área superficial interna tem um contorno circular, sendo que um centro da tela (10, 60, 110, 160, 210) forma o centro da área superficial interna.

12. Cápsula (1, 51) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o corpo da cápsula (2, 52) tem uma área em seção transversal interna ao longo de um plano paralelo à tampa (7,57), que é maior na tampa (7, 57) do que no fundo (3, 53).

13. Cápsula (1, 51) de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que uma parte em forma de ombro é fornecida em uma parede lateral (4, 54) do corpo da cápsula (2, 52), sendo que a área em seção transversal interna é maior em um lado da tampa da parte em forma de ombro do que em um lado inferior da parte em forma de ombro.

14. Cápsula (1, 51) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) é de material permeável à água.

15. Cápsula (1, 51) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que todas as zonas de fixação (12, 62, 1112, 162, 212), em que a tela é fixada à cápsula (1, 51) são espaçadas em relação ao centro e circunferencialmente espaçadas entre si.

16. Cápsula (1, 51) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) não é fixada a uma área central do fundo (3, 53).

17. Cápsula (1, 51) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) é disposta de modo a se afastar da área central do fundo (3, 53) sob influência dos elementos de perfuração (13) por meio dos quais, durante o uso, as aberturas são perfuradas no fundo (3, 53) da cápsula (1, 51) para injetar fluido na cápsula (1, 51) e/ou, sob influência do fluido injetado através de aberturas no fundo (3, 53), sendo que as aberturas são criadas por meio de uma máquina de café, sendo que a cápsula (1, 51) é posicionada para coar café.

18. Cápsula (1, 51) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizada pelo fato de que a tela (10, 60, 110, 160, 210) cobre substancialmente toda a área superficial interna do fundo (3, 53) do corpo da cápsula (2, 52).

19. Sistema, compreendendo uma cápsula (1, 51) e uma máquina de preparar café, caracterizado pelo fato de que a cápsula é uma capsula como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 e sendo que a máquina de preparar café tem: um compartimento (14) no qual uma porção principal de um corpo da cápsula (2, 52) pode ser recebida; um membro de fechamento (15) com passagens (17) para permitir que uma bebida preparada flua em afastamento da cápsula (1, 51), sendo que o compartimento (14) e/ou o membro de fechamento (15) são móveis entre si entre uma posição operacional, na qual o flange (6) da cápsula (1, 51) é preso entre o compartimento (14) e o membro de fechamento (15), e uma posição de transferência que deixa uma abertura através da qual uma cápsula (1, 51) usada pode ser removida do compartimento (14) e uma cápsula (1, 51) nova pode ser posicionada no compartimento (14); elementos de perfuração (13) que são dispostos para, em uso, perfurar uma porção de fundo (3, 53) do corpo da cápsula (2, 52) dentro do compartimento (14) em ao menos uma localização de perfuração; e um suprimento de água para fornecer água ao local de perfuração e fazer com que a água entre na cápsula (1, 51) através do fundo (3, 53) perfurado.

20. Sistema de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a cápsula (1, 51) é uma cápsula (1, 51) como definida em qualquer uma das reivindicações 6 a 11; e em que pelo menos algumas das passagens (23, 73, 173, 174, 175, 223) estão localizadas perifericamente em relação a ao menos um local de perfuração.

21. Método para preparar uma bebida utilizando um sistema como definido na reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que o método compreende: posicionar a cápsula (1, 51) em um compartimento (14) e prendê-la entre o compartimento (14) e um membro de fechamento (15) com perfurações para permitir que a bebida coada que sai através da tampa (7, 57) flua para longe da cápsula (1, 51); fornecer fluido de injeção pressurizado ao compartimento (14), fazendo com que o fluido de injeção penetre na cápsula (1, 51) através de pelo menos um orifício no fundo (3, 53); por meio do fluido de injeção pressurizado, fazer com que a tela (10, 60, 110, 160, 210) seja liberada do corpo da cápsula (2, 52) e se mova pelo menos parcialmente a partir do fundo (3, 53) do corpo de cápsula (2, 52); fazer com que a tampa (7, 57) seja rasgada, de preferência, sob a influência da pressão hidrostática na cápsula (1, 51); pressionar um fluxo de fluido de injeção ao menos parcialmente através da tela (10, 60, 110, 160, 210), dentro e através da substância (9, 59) e através da tampa (7, 57), de modo que uma bebida coada saia da cápsula (1, 51); e guiar a bebida coada para um receptáculo.