BR112019011088B1 - Aparelho de dispensação dotado de uma unidade de resfriame - Google Patents

Abstract

Uma unidade de resfriamento que compreende: (a) um cartucho de resfriamento que tem: (i) duas folhas metálicas vedadas entre si ao longo de uma área de perímetro que delimita uma área interna do cartucho onde uma rota de líquido é definida entre ambas as folhas metálicas, em que a rota de líquido cria uma comunicação fluida entre uma entrada e uma saída do cartucho de resfriamento; (ii) uma manta ou rede de material fornecida entre ambas as folhas metálicas na área interna do cartucho de resfriamento na rota de líquido, em que a manta ou rede de material compreende zonas de contato onde as folhas metálicas entram em contato com a manta ou rede de material na área interna do cartucho de resfriamento quando a pressão que impera na área interna se igual à pressão ambiente; (b) uma primeira placa de resfriamento que compreende uma primeira superfície e uma segunda placa de resfriamento que compreende uma segunda superfície voltada para a primeira superfície; (c) uma fonte de frio adequada para resfriar as dita primeira e segunda superfícies, em que a área interna do cartucho de resfriamento é posicionada entre ambas as superfícies de resfriamento; em que as folhas metálicas não (...).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de dispensação para uso doméstico ou do tipo encontrado em pubs e bares para dispensar um líquido, tipicamente uma bebida como uma cerveja ou outras bebidas carbonatadas que devem ser servidas a uma baixa temperatura. Em particular, o aparelho de dispensação da presente invenção é dotado de um cartucho de resfriamento que pode ser engatado a uma unidade de resfriamento e, dessa forma, formar uma seção de um tubo de dispensação que está em contato térmico com placas de resfriamento montadas na unidade de resfriamento.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Muitas aplicações requerem o resfriamento de um líquido. Em particular, bebidas ou componentes de bebidas devem ser frequentemente resfriados antes ou após a dispensação. Esse é o caso da dispensação de bebidas à base de malte, como cerveja ou qualquer refrigerante. Existem basicamente duas maneiras de servir uma bebida a uma temperatura substancialmente mais baixa que a temperatura ambiente: ou um recipiente ou reservatório inteiro contendo a bebida ou um componente da mesma a ser dispensado é resfriado, ou apenas o volume de bebida ou componente de bebida fluindo através de um tubo de dispensação do recipiente ou reservatório para uma válvula de torneira é resfriado.

[0003] Muitos distribuidores de bebidas compreendem um compartimento resfriado para armazenar e resfriar um recipiente ou reservatório. Um sistema de resfriamento comum é baseado na compressão- expansão de um gás refrigerante do tipo usado em refrigeradores domésticos. Sistemas de resfriamento termoelétricos que usam o efeito de Peltier também foram propostos na técnica para o resfriamento de um recipiente armazenado em um aparelho de dispensação. Uma desvantagem de resfriar todo o recipiente/reservatório é que, quando um recipiente vazio deve ser substituído por um novo ou quando um reservatório precisa ser recarregado, leva um tempo considerável para trazer o conteúdo do novo recipiente ou reservatório reabastecido até a baixa temperatura desejada. Uma solução para esse problema é, evidentemente, armazenar constantemente um recipiente cheio em um compartimento resfriado, para que possa ser usado imediatamente após ser carregado em um aparelho de dispensação em substituição de um recipiente vazio. Essa solução, no entanto, exige o investimento de um compartimento de resfriamento adicional para armazenar recipientes resfriados na espera de serem carregados, e exige trabalho extra para armazenar um novo recipiente no compartimento resfriado depois de ter carregado um novo recipiente resfriado no aparelho de dispensação.

[0004] O resfriamento somente do volume de bebida que flui através do tubo de distribuição tem claramente muitas vantagens potenciais: não há necessidade de pré-resfriamento de um recipiente em reserva como discutido acima, o volume de líquido sendo resfriado é restrito ao volume sendo dispensado ou até menos, etc. Essas vantagens são, no entanto, difíceis de alcançar, devido aos inúmeros desafios de tal processo. Deve-se levar em consideração que o tubo de dispensação deve ser limpo ou trocado em intervalos regulares, seja porque o tipo de bebida (tipo de cerveja) muda de um recipiente para outro, ou porque com o tempo depósitos bacterianos podem se formar em um tubo de dispensação. Outro desafio é que a cerveja deve ser dispensada a uma taxa de fluxo relativamente alta, tipicamente de 3,5 I/min (2 oz/s), e é difícil extrair toda a energia térmica necessária para trazer a temperatura da bebida ao valor desejado em tais taxas de fluxo.

[0005] Tradicionalmente, o tubo de distribuição de um aparelho de distribuição que introduz a comunicação de fluido no interior de um recipiente/reservatório com uma válvula de drenagem compreende uma serpentina ou bobina mergulhada em um recipiente de água gelada ou qualquer outro refrigerante secundário como glicol. Embora simples e eficiente, essa solução tem várias desvantagens. Um vaso de água gelada ocupa um espaço substancial, que muitas vezes é escasso atrás de um balcão de bar ou em casa. A temperatura da água gelada é limitada a zero grau Celsius (0 °C). O nível de gelo e água deve ser controlado e o gelo reabastecido em intervalos regulares. Um compressor pode ser usado para formar gelo, para que o transporte não precise ser recarregada. Temperaturas abaixo de zero podem ser alcançadas com, por exemplo, glicol. Além disso, a bobina ou serpentina é normalmente fabricada de cobre ou outro metal condutor de calor e deve ser limpa em intervalos regulares, o que não é fácil tendo em conta a geometria enrolada da serpentina.

[0006] O tubo dispensador usado para distribuir uma bebida para fora do recipiente pode ser resfriado ao colocá-lo em contato com sistemas de resfriamento com o uso do efeito Peltier. Embora não sejam tão eficientes quanto outros sistemas de resfriamento, os sistemas de resfriamento termoelétrico têm a grande vantagem de não precisarem de gás refrigerante, tampouco de qualquer fonte de líquido refrigerante frio, e só precisam ser conectados a uma fonte de energia. Exemplos de aparelhos de distribuição de bebidas que compreendem um sistema de resfriamento termoelétrico estão descritos nos documentos EP1188995, EP2103565, DE1020060053, US6658859, US5634343, WO2007076584, WO8707361, WO2004051163 e EP1642863. Por exemplo, um aparelho de dispensação que compreende um sistema de refrigeração Peltier ou termoelétrico para resfriar uma seção de um tubo de dispensação é revelado, por exemplo, no documento WO2010064191. Um tubo de dispensação compreende uma seção de paredes deformáveis dispostas em uma passagem que se estende através de um bloco de resfriamento resfriado por um sistema de resfriamento Peltier. A deformabilidade do material do tubo descartável é tal que a superfície externa da parede do tubo encosta na superfície interna da dita passagem quando a bebida é pressurizada. Isso garante um melhor contato térmico entre o bloco de resfriamento e o tubo de dispensação. A passagem através dos blocos de resfriamento compreende câmaras sucessivas separadas umas das outras por passagens finas. A área de contato térmico entre o tubo de dispensação e o bloco de resfriamento é bastante reduzida e parece improvável que resultados satisfatórios possam ser obtidos em vazões da ordem de 3,5 I/min. Essa é provavelmente a razão pela qual esse sistema de resfriamento é descrito apenas em relação aos dispositivos domésticos de dispensação de bebidas, que funcionam em taxas de fluxo mais baixas do que em pubs e bares.

[0007] Outras soluções de resfriamento foram propostas na técnica para resfriar o fluxo de cerveja através de um tubo de dispensação. Por exemplo, o documento JP2002046799 revela um dispositivo doméstico de dispensação de bebida que compreende um meio de resfriamento destacável colocado em contato estreito com um tubo de dispensação flexível, de modo a permitir que a cerveja fornecida do barril seja resfriada e fornecida a uma temperatura apropriada. O meio de resfriamento compreende um agente de isolamento a frio gelatinoso preenchido em um recipiente predeterminado. Além disso, uma superfície de parede do elemento de resfriamento é formada com um guia para colocar o tubo de dispensação flexível.

[0008] Permanece, portanto, uma necessidade de um sistema de resfriamento adequado para resfriar a cerveja que flui através de um tubo de dispensação a taxas elevadas, como é usado em bares e pubs ou para pequenas unidades de resfriamento adequadas para resfriamento instantâneo de bebidas ou componentes de bebidas em aparelhos domésticos. A presente invenção propõe uma solução para essa necessidade, com um sistema de fácil utilização, que não exige habilidades para instalar e de fácil manutenção. Essas e outras vantagens da presente invenção são apresentadas a seguir.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0009] A presente invenção é definida nas reivindicações independentes anexas. As modalidades preferenciais são definidas nas reivindicações dependentes. Em particular, a presente invenção se refere a uma unidade de resfriamento para um aparelho de dispensação de bebida, que compreende:

[0010] 1. Uma unidade de resfriamento que compreende:

[0011 ] (a) um cartucho de resfriamento que tem:

[0012] (i) duas folhas metálicas vedadas entre si ao longo de uma área de perímetro que delimita uma área interna do cartucho onde uma rota de líquido é definida entre ambas as folhas metálicas, em que a rota de líquido cria uma comunicação fluida entre uma entrada e uma saída do cartucho de resfriamento;

[0013] (ii) uma manta ou rede de material fornecida entre ambas as folhas metálicas na área interna do cartucho de resfriamento na rota de líquido, a manta ou rede de material que compreende zonas de contato onde as folhas metálicas entram em contato com a manta ou rede de material na área interna do cartucho de resfriamento quando a pressão que predomina na área interna se igual à pressão ambiente;

[0014] (b) uma primeira placa de resfriamento que compreende uma primeira superfície e uma segunda placa de resfriamento que compreende uma segunda superfície voltada para a primeira superfície;

[0015] (c) uma fonte de frio adequada para resfriar as ditas primeira e segunda superfícies, em que a área interna do cartucho de resfriamento é posicionada entre ambas as superfícies de resfriamento;

[0016] caracterizada pelo fato de que as folhas metálicas não são fixadas ou são fixadas apenas em locais distintos às zonas de contato de manta ou da rede de material;

[0017] a manta ou rede de material compreende partes de parede que definem as zonas de contato entre a manta e as folhas,

[0018] a manta ou rede de material disposta entre ambas as folhas compreendendo uma parede perimetral definindo o perímetro do cartucho de resfriamento com ambas as folhas vedadas à parede perimetral,

[0019] a manta ou rede que se estende na área interna definindo uma trajetória não retilínea do caminho do líquido entre as folhas e em que a parte das folhas situada na área interna é esticável ou tem dimensões maiores que a área interna,

[0020] de modo a permitir que as folhas sejam pelo menos espaçadas localmente das partes da parede em uma direção perpendicular às superfícies de resfriamento quando o volume interno da linha de líquido é pressurizado, criando assim atalhos na trajetória do caminho do líquido.

[0021] De preferência, a manta ou rede de material disposta entre ambas as folhas metálicas definindo uma trajetória não retilínea para a rota de líquido.

[0022] A manta ou rede de material disposta entre ambas as folhas metálicas que compreende uma parede de perímetro que define o perímetro do cartucho de resfriamento com ambas as folhas metálicas vedadas à parede de perímetro, em que a manta ou rede se estende na área interna que define uma trajetória não retilínea da rota de líquido entre as folhas metálicas. Em uma modalidade preferencial, a parte das folhas metálicas situada na área interna é estirável ou tem dimensões maiores que a área interna, de modo a permitir que as folhas metálicas sejam pelo menos localmente separadas das partes de parede de zonas de contato em uma direção perpendicular às superfícies de resfriamento quando o volume interna da linha de líquido é pressurizada, criando assim atalhos na trajetória do canal na unidade de resfriamento.

[0023] A distância que separa a primeira superfície e a segunda superfície da primeira e da segunda placas de resfriamento podem ser, de preferência, variada,

[0024] -de uma distância de carregamento, d0, maior que uma espessura HI da linha e que forma uma fenda de inserção permitindo a introdução do cartucho entre as duas placas de resfriamento,

[0025] -para uma distância de resfriamento, dc < d0, em que a primeira e a segunda superfícies entram em contato com a primeira e a segunda folhas metálicas e comprimem essas folhas metálicas contra as partes de parede da manta ou rede.

[0026] Quando espaçadas a uma distância dc, as placas de resfriamento comprimem, de preferência, as folhas metálicas contra as zonas de contato da manta ou rede.

[0027] De modo a assegurar um fluxo turbulento do líquido a ser resfriado, é preferencial que os defletores ou elementos indutores de turbulência sejam fornecidos na trajetória não retilínea da rota de líquido.

[0028] A fim de tornar a unidade de resfriamento compacta, é preferencial fabricar as folhas metálicas em um material que tem boas taxas de transferência de calor como um material metálico, por exemplo, alumínio. A manta ou rede pode ser feita ou em um material polimérico ou um material metálico.

[0029] Para aumentar a área de contato entre as superfícies de resfriamento e o líquido a ser resfriado, é preferencial que as partes de parede da manta que define as zonas de contato sejam as mais finas possíveis. A não soldagem ou colagem ou a soldagem ou colagem apenas em pontos distintos das folhas nas partes da parede da manta permite reduzir a espessura dessas partes de parede para 2 mm ou menos, de preferência, 1 mm ou menos.

[0030] A presente invenção também se refere a um aparelho de dispensação de bebida que compreende uma unidade de resfriamento de acordo com a presente invenção, tal aparelho de dispensação de bebida pode ser de qualquer tipo, incluindo um aparelho doméstico ou um aparelho para distribuição para o consumidor para uso em, por exemplo, bares, hotéis ou pubs. O aparelho de dispensação é, de preferência, projetado para dispensar bebidas à base de malte carbonatadas.

[0031] Em uma modalidade preferencial, o aparelho de dispensação é de um tipo que compreende uma fonte de uma componente de bebida concentrada conectada de maneira fluida a uma torneira de dispensação por uma primeira linha de dispensação e uma fonte de um diluente conectada de maneira fluida à torneira de dispensação por uma segunda linha de dispensação, em que a unidade de resfriamento é integrada ao aparelho para resfriar o componente de bebida concentrada e/ou diluente durante o fluxo para a primeira e/ou segunda linha de dispensação.

[0032] O aparelho de dispensação pode compreender uma unidade de mistura que tem uma entrada em comunicação fluida com a primeira e a segunda linhas de dispensação e uma saída em comunicação fluida com a torneira de dispensação, caso no qual a unidade de resfriamento é, de preferência, integrada ao aparelho para resfriar o componente de bebida concentrada e/ou diluente a jusante da unidade de mistura.

[0033] Em uma outra modalidade ou além de uma unidade de mistura, o aparelho de dispensação pode compreender uma unidade de carbonatação, de preferência, uma unidade de carbonatação em linha, que tem uma entrada em comunicação fluida com a fonte de diluente e uma saída em comunicação fluida com a torneira de dispensação, caso no qual a unidade de resfriamento é, de preferência, integrada ao aparelho para resfriar o diluente a jusante da unidade de carbonatação.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0034] Para uma compreensão mais completa da natureza da presente invenção, faz-se referência à seguinte descrição detalhada, tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:

[0035] A Figura 1 mostra três modalidades de aparelhos de dispensação que compreendem uma unidade de resfriamento de acordo com a presente invenção.

[0036] A Figura 2 mostra uma primeira modalidade de um aparelho de dispensação de acordo com a presente invenção (a) antes da inserção do cartucho de resfriamento em uma fenda apropriada, e (b) com o cartucho de resfriamento em posição.

[0037] A Figura 3 mostra uma modalidade alternativa de um aparelho de dispensação de acordo com a presente invenção (a) antes da inserção do cartucho de resfriamento em uma fenda apropriada.

[0038] A Figura 4 mostra várias etapas para carregar um cartucho de resfriamento em uma unidade de resfriamento de uma primeira modalidade com (a) a unidade de resfriamento com uma fenda vazia pronta para receber um cartucho de resfriamento, (b) carregar de um cartucho de resfriamento na fenda da unidade de resfriamento, (c) pressurização da rota de líquido e aplicação de uma pressão movendo placas de resfriamento, e (d) comprimindo o canal quando o recipiente estiver quase vazio.

[0039] A Figura 5 mostra várias etapas para carregar um cartucho de resfriamento em uma unidade de resfriamento de uma modalidade alternativa com (a) a unidade de resfriamento com uma fenda vazia pronta para receber um cartucho de resfriamento, (b) carregar um cartucho de resfriamento na fenda da unidade de resfriamento, e (c) pressurização do canal e pela aplicação de uma pressão no interior da rota de líquido.

[0040] A Figura 6 mostra uma vista em corte em perspectiva de uma modalidade de um cartucho de resfriamento.

[0041] A Figura 7 mostra uma manta ou rede alternativa de um cartucho de resfriamento de acordo com a presente invenção.

[0042] A Figura 8 mostra uma quarta modalidade de um aparelho de dispensação que compreende uma unidade de resfriamento de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0043] Conforme ilustrado na Figura 1, a presente invenção se refere a um aparelho de dispensação de bebida e um kit em partes para formar tal aparelho de dispensação de bebida que compreende os seguintes elementos:

[0044] um utensílio de dispensação de bebida dotado de uma unidade de resfriamento (2) que compreende uma fenda definida pela distância que separa uma primeira e uma segunda superfícies de uma primeira e uma segunda placas de resfriamento (2P);

[0045] um cartucho (1) formado por duas folhas metálicas (1F) e uma manta (1W) ou rede de material que tem uma parede de perímetro (1PW) definindo o perímetro de uma área interna e diversas partes de parede (1WP) fixadas à parede de perímetro e estendendo-se na área interna que define uma rota de líquido (1C) que tem uma trajetória não retilínea entre as folhas metálicas, em que a rota de líquido se estende de uma entrada de unidade de resfriamento (1i) para uma saída de unidade de resfriamento (1o), em que tanto a entrada de unidade de resfriamento (1i) como a saída de unidade de resfriamento (1o) estão, de preferência, situadas fora da área interna;

[0046] uma seção de tubo de dispensação a montante (3U) acoplada a ou adequada para acoplamento, por um lado, a um recipiente (ou reservatório) contendo uma bebida ou componente de bebida e, por outro lado, à entrada (1 i) da unidade de resfriamento, e

[0047] um tubo de dispensação a jusante (3D) acoplado a ou adequado para acoplamento, por um lado, à saída (1o) da unidade de resfriamento e, por outro lado, a uma torneira de dispensação (9V), fornecida, por exemplo, no topo de uma coluna de dispensação (9) conforme tradicionalmente usado em pubs.

[0048] Os elementos acima serão discutidos em mais detalhes em continuação. A essência da invenção é que as folhas metálicas não são ou são fixadas apenas em locais distintos às partes de parede ou zonas de contato da manta ou rede, criando assim atalhos na trajetória do canal na unidade de resfriamento que promove um fluxo turbulento de líquido no cartucho e, por conseguinte, aprimorando a eficiência de resfriamento do líquido e/ou permitindo que as partes de parede de manta sejam dimensionadas para ter uma seção transversal no plano das superfícies de resfriamento que é o menor possível para aumentar a área de contato entre o líquido a ser resfriado e as folhas metálicas e na superfície de resfriamento, que, por sua vez, estão em contato com as superfícies de resfriamento. Em outras palavras, a pegada das zonas de contato, nesse caso as paredes da manta, é minimizada sem influenciar o comprimento do canal no cartucho.

[0049] Uma rota de líquido ou, nesse caso, o canal pode ser definido por uma direção axial, paralela a um eixo geométrico axial, que define a trajetória do canal (que não é necessariamente retilínea). O eixo geométrico axial frequentemente corresponde a um eixo geométrico de simetria do canal ou, para canais não retilíneos, é frequentemente definido pela sucessão de pontos de simetria colocados lado a lado para formar uma linha contínua. Um canal também é definido por direções radiais, incluindo qualquer direção normal ao eixo geométrico axial. Em um canal cilíndrico, o eixo geométrico axial é o eixo geométrico de revolução do cilindro e as direções radiais são definidas por qualquer raio de uma seção transversal normal ao eixo geométrico axial. No presente caso, a primeira e a segunda folhas metálicas não são soldadas ou coladas às partes de parede de manta e permitem que sejam criados cortes no canal do cartucho. A pelo menos uma direção radial ao longo da qual o canal deve ser flexível é assim definida em uso pela direção de movimento das folhas metálicas em vista das partes da parede de manta.

[0050] A unidade de resfriamento compreende uma fonte de frio (2C) para resfriar a primeira e a segunda placas de resfriamento. Qualquer tipo de fonte de frio conhecido na técnica pode ser usado para resfriar a primeira e a segunda placas de resfriamento. Tipicamente, os sistemas de refrigeração à base de compressor ou sistemas de resfriamento termoelétricos são bem adequados para resfriamento das placas de resfriamento. Qualquer outro método pode, entretanto, ser usado sem afastar- se da presente invenção. A unidade de resfriamento é, de preferência, dotada de material de isolamento (2i) disposto de modo a aumentar a troca de calor apenas a partir da primeira e segunda superfícies, uma em frente da outra e projetadas para entrar em contato com as folhas metálicas do cartucho.

[0051] Como pode ser apreciado a partir das Figuras 2 e 3, um tubo de dispensação correndo continuamente de um barril de bebida, recipiente ou reservatório (5) para uma torneira de distribuição (9V) é composto de três seções:

[0052] (a) uma seção de tubo de dispensação a montante (3U) que compreende uma extremidade proximal a montante (3Up) que pode ser acoplada ao recipiente e colocada em comunicação fluida com o interior do mesmo, e uma extremidade distal a jusante (3Ud) que é ou pode ser acoplada de maneira vedável à entrada de canal (1 i) do cartucho;

[0053] (b) o canal do cartucho forma uma serpentina estendendo-se em uma trajetória não retilínea de uma entrada de canal acoplada a ou adequada para ser acoplada à extremidade distal a jusante (3Ud) para uma saída de canal, e

[0054] (c) uma seção de tubo de dispensação a jusante (3D) que compreende uma extremidade proximal a jusante (3Dp) acoplada a ou adequada para acoplamento à saída de canal (lo), e uma extremidade distal a jusante (3Dd), que pode ser acoplada à torneira de dispensação (9V).

[0055] Os termos “a jusante” e “a montante” são definidos no presente documento em relação à direção de fluxo da bebida de um recipiente para uma válvula de torneira, isto é, da extremidade proximal a montante (3Up) para a extremidade distal a jusante (3Dd).

[0056] Uma ou mais válvulas podem ser fornecidas em qualquer uma das três seções supracitadas. Pelo menos uma válvula pode ser vantajosa no instante do acoplamento da extremidade proximal a montante (3Up) ao barril antes de a extremidade distal a jusante (3Dd) ser corretamente acoplada à torneira de dispensação (9V) e a última ser fechada, para evitar derramamento indesejado e descontrolado da bebida. A válvula também pode ser fornecida no próprio barril ou no anel de acoplamento usado para acoplar o tubo de dispensação ao barril. Estritamente falando, uma válvula não é essencial, pois se a seção de tubo de dispensação a jusante (3D) estiver acoplada à torneira de dispensação (9V) antes de acoplar a seção de tubo de dispensação a montante (3U) ao barril, nenhum derramamento pode ocorrer. Uma válvula é, no entanto, vantajosa como uma medida à prova de estúpidos, considerando que barris em um pub podem ser manipulados por funcionários inexperientes ou em condições estressantes de barulho, multidão, pressa, etc.

[0057] Por razões de higiene, bem como para separar claramente os sabores quando dois barris contendo bebidas diferentes são montados sucessivamente em um mesmo utensílio de dispensação, é preferencial que todo o tubo de dispensação (isto é, composto pelas três seções descritas acima) seja descartável. Por conseguinte, é preferencial usar materiais baratos e recicláveis.

[0058] Um cartucho de acordo com a presente invenção é ilustrado na Figura 6. As folhas metálicas (1F) (material de filme fino) do cartucho são, de preferência, ligeiramente maiores que o perímetro do cartucho definido pela parede de perímetro (1W) da manta e/ou são fabricadas em um material estirável, para permitir que as folhas metálicas possam ser localmente separadas das partes de parede de manta, especialmente quando o líquido que flui através do canal é pressurizado a uma pressão maior que a pressão atmosférica. As folhas metálicas são, de preferência, fabricadas em um material polimérico ou um material metálico ou um material polimérico metalizado como material híbrido metálico/polimérico que tem uma transferência de oxigênio de no máximo 4 cc/metro/dia/bar a 20 °C, de preferência, no máximo 1 cc/metro/dia/bar a 20 °C e, com a máxima preferência, no máximo 0,05 cc/metro/dia/bar a 20 °C. Um material adequado é alumínio, de preferência, uma folha metálica de alumínio com uma espessura de 80 μm ou menos. O material de manta é, de preferência, um material polimérico (de preferência, uma poliolefina como polietileno, polipropileno, etc.) ou um material metálico (de preferência, alumínio) ou um material híbrido metálico/polimérico como um material polimérico revestido com metal, em que a parede de perímetro fornece uma rigidez mínima para o cartucho. As folhas metálicas podem ser fixadas à parede de perímetro e, se desejado, em alguns pontos ou seções distintas, às partes de parede de manta por soldagem, brasagem ou colagem. As partes de parede de manta são, de preferência, feitas o mais fino possível para limitar a área do cartucho ocupada pelo material de manta e, por conseguinte, maximizar a área de contato de líquido a ser resfriado com as folhas metálicas do cartucho. Visto que a soldagem, brasagem ou colagem das folhas metálicas às partes de parede de manta é opcional, a espessura das partes de parede de manta pode ser limitada, de preferência a uma espessura de 2 mm ou menos, de preferência 1 mm ou menos.

[0059] No caso de as folhas metálicas serem fabricadas em um material polimérico revestido com metal, as folhas metálicas podem compreender uma camada metálica, de preferência alumínio, de pelo menos 30 μm, de preferência pelo menos 40 μm e uma camada polimérica, de preferência polietileno, que tem uma espessura de preferência em uma faixa de 10 μm a 20 μm. A camada metálica serve preferencialmente para fornecer as propriedades de barreira e as propriedades condutoras de calor das folhas, enquanto a camada polimérica permite que as folhas sejam soldadas ao material de manta.

[0060] A fixação não contínua das lâminas nas partes da parede da manta fornece duas vantagens importantes para o cartucho de resfriamento. Primeiro, permite a formação de atalhos quando um fluido pressurizado flui através do canal à medida que as folhas são espaçadas das partes da parede da manta e o líquido flui de uma seção do canal para outra, induzindo assim um fluxo turbulento no canal que aumenta a eficiência do resfriamento. Em segundo lugar, a ausência de uma fixação contínua permite maximizar a área de contato do líquido a ser resfriado com as folhas metálicas do cartucho, melhorando novamente a eficiência do resfriamento.

[0061] Além disso, defletores ou elementos indutores de turbulência podem ser fornecidos no canal. Conforme ilustrado na Figura 7, tais elementos indutores de turbulência (IT) podem ser feitos em uma peça com a manta. Além dos defletores ou como alternativa para induzir alta turbulência, também é possível projetar a unidade de resfriamento de modo que o canal tenha uma seção transversal relativamente pequena e um comprimento grande e em que a pressão na linha de líquido na entrada da unidade de resfriamento é ajustada bastante alta, criando uma grande queda de pressão sobre o canal entre a entrada de líquido e a saída de líquido para induzir um alto número de Reynolds no fluxo de líquido. No exemplo mais à direita da Figura 7, a manta de material é executada como uma rede que tem a função tanto da manta de material (que define a trajetória não retilínea do canal ou rota) como dos defletores. Visto que, nesse caso, as partes de parede são mais difíceis de serem definidas, pode-se definir zonas de contato entre as folhas metálicas e a rede de material, em que as zonas de contato são locais onde as folhas metálicas entram em contato com a manta ou rede de material na área interna do cartucho de resfriamento quando a pressão que impera na área interna se iguala à pressão ambiente, em outras palavras, as zonas de contato são configuradas para entrar em contato com as folhas metálicas do cartucho de resfriamento quando a pressão que impera na área interna (a pressão do líquido que flui na rota de líquido) se iguala à pressão ambiente (atmosférica).

[0062] Em uma modalidade preferencial, a parede de perímetro da manta é definida por quatro bordas, incluindo um primeiro par de bordas que são substancialmente paralelas entre si e um segundo par de bordas que são substancialmente paralelas entre si e são, de preferência, normais ao primeiro par de bordas, definindo assim um retângulo ou quadrado.

[0063] Em uma modalidade, a seção de tubo de dispensação a montante é permanentemente acoplada à entrada de canal e, de maneira similar, a seção de tubo de dispensação a jusante é permanentemente acoplada à saída de canal do cartucho. Deste modo, um usuário é obrigado a substituir todo o tubo de dispensação e não é tentado manter uma ou as outras seções para utilização posterior, o que poderia ser prejudicial para o consumidor por razões de higiene. Tal modalidade poderia ser usada em um conjunto conforme ilustrado na Figura 2.

[0064] Em uma modalidade alternativa, ilustrada na Figura 3, as seções de tubo de dispensação a montante e a jusante são acopladas de maneira invertida ao cartucho de resfriamento. Um cartucho é dotado de entrada de canal e saída de canal que se projetam da parede de perímetro. Quando o cartucho é introduzido na fenda de inserção definida pelas duas placas de resfriamento, o canal de entrada é engatado de maneira invertida e acoplado à extremidade distal da seção de tubo de dispensação a montante e, de modo similar, a saída de canal (1o) é acoplada de maneira invertida à extremidade proximal da seção de tubo de dispensação a jusante. Pode ser muito vantajoso quando se utilizam barris fornecidos com uma seção de tubo de dispensação a montante permanentemente acoplada ao dito barril, como por vezes disponíveis no mercado.

[0065] Em uma particular modalidade da unidade de resfriamento, a primeira superfície e segunda superfície da primeira e segunda placas de resfriamento podem ser variadas. Isso assegura um bom contato entre o canal (1C) e as placas de resfriamento (2P) de modo que a transferência de calor da bebida para as placas de resfriamento seja otimizada. Em uma modalidade ilustrado na Figura 4, a primeira e a segunda placas de resfriamento são, cada uma, acopladas a meios resilientes (2F) de modo a aplicar uma pressão a isso, o que conduz à diminuição da distância que separada a primeira superfície e a segunda superfície da primeira e da segunda placas de resfriamento.

[0066] Conforme mostrado nas Figuras 4(a) e (b), em uma configuração de carregamento, as duas placas de resfriamento são separadas entre si por uma distância de carregamento, d0, maior que uma espessura do cartucho e formando uma fenda de inserção (2S). Um cartucho (1) pode ser inserido na dita fenda conforme mostrado na Figura 4(b). Quando um novo cartucho está sendo inserido, o canal (1C) é geralmente esvaziado visto que o canal de dispensação ainda não está pressurizado nesse estágio. Mediante a pressurização de um barril ou recipiente após acoplamento da extremidade proximal a montante (3Up) ao barril, o canal de cartucho é inflado (isto é, as folhas metálicas se movem) e carregado com líquido. Conforme mostrado na Figura 4(c), permite-se, então, que as placas frias cedam à pressão dos meios resilientes e a primeira e segunda superfícies se aproximam entre si até alcançarem uma distância de resfriamento, dc, em que entram em contato com os filmes finos do cartucho que formam o canal tortuoso (1C). Em uma modalidade preferencial, a primeira e a segunda superfícies podem compreender uma estrutura compatível com a superfície do canal tortuoso de modo a aumentar ainda mais a área de contato entre o canal e as placas de resfriamento.

[0067] Conforme mostrado na Figura 4(d), quando a pressão no tubo de dispensação diminui, o canal flexível esvazia e a primeira e a segunda superfícies mantêm contato com as folhas metálicas de cartucho se aproximando seguindo as variações de volume do canal flexível. A pressão pode diminuir quando o barril está vazio ou, em alguns casos, o barril não é constantemente pressurizado, mas apenas após a distribuição. A vantagem de as placas de resfriamento manter contato com o canal, independentemente do volume do canal é vantajosa em que após cada dispensação ou depois que um barril ficou vazio; o líquido remanescente no tubo de dispensação é pelo menos parcialmente pressionado para fora do canal em direção à seção de tubo de dispensação a jusante para a válvula de drenagem, esvaziando assim uma parte substancial do tubo de dispensação de qualquer líquido remanescente.

[0068] Alternativamente, conforme mostrado na Figura 5, as placas de resfriamento são posicionadas a uma distância fixa entre si e o cartucho é inserido na fenda definida pela distância entre as placas de resfriamento com o canal não pressurizado. Mediante a pressurização de um barril ou recipiente após acoplamento da extremidade proximal a montante (3Up) ao barril, o canal de cartucho é inflado (isto é, as folhas metálicas se movem) e são pressionados contra as placas de resfriamento. Tal modalidade permite a ocorrência de atalhos no canal de cartucho mediante a pressurização do canal devido a um movimento de separação as folhas metálicas das partes de parede de manta.

[0069] Conforme mostrado na Figura 1(a), uma unidade de resfriamento (2) conforme definido na presente invenção permite a dispensação de bebidas resfriadas sem nenhuma câmara para armazenar um ou mais recipientes, seja refrigerada ou não. Conforme ilustrado na Figura 1(b), uma câmara (11) pode ser certamente usada para armazenar um ou mais barris (5) acoplados a uma fonte de gás pressurizado (7), mas a dita câmara não precisa ser refrigerada. A unidade de resfriamento pode ser fixada a uma parede da dita câmara, que compreende meios para passar a seção de tubo de dispensação a jusante de dentro para fora da câmara, para uma coluna de torneira e uma válvula de torneira. Além do fato de que um barril recém- acoplado pode ser servido imediatamente, sem esperar que todo o volume de bebida contido no mesmo atinja a temperatura de serviço, a presente invenção também permite uma redução do investimento necessário para aparelhos domésticos e de bares, já que nenhuma câmara de resfriamento é necessária para servir uma bebida gelada. A Figura 1(c) ilustra uma unidade de resfriamento conforme definido na presente invenção em uma típica configuração de utensílio doméstico. Como discutido acima, um cartucho pode ser muito barato e o resfriamento torna-se muito fácil e econômico com a presente invenção.

[0070] A Figura 7 ilustra três alternativas de uma unidade de resfriamento (2) conforme definido na presente invenção em um aparelho de dispensação adequado para dispensar uma bebida proveniente de um componente de bebida concentrado, como uma cerveja ou cidra concentrada, um diluente e, potencialmente, uma fonte de gás comprimido (por exemplo, dióxido de carbono, nitrogênio ou uma mistura de ambos). Em tal aparelho de dispensação, é preferencial que a unidade de resfriamento seja posicionada em uma seção de linha de dispensação que conecta um barril ou reservatório (10R) com diluente (por exemplo, água ou uma base de cerveja neutra) com uma unidade de carbonatação (10C) visto que a carbonatação do diluente pode ser realiza de maneira mais eficiente a uma temperatura abaixo da temperatura ambiente. A unidade de carbonatação é, de preferência, posicionada a jusante de uma unidade de mistura (10M), em que um componente de bebida concentrado é misturado ao diluente precarbonatado. Alternativamente, a unidade de resfriamento pode ser posicionada em qualquer outra das seções de linha de dispensação, contudo, é preferencial resfriar o diluente ou bebida final visto que o diluente representa a fração de maior volume da bebida final. Posicionar a unidade de resfriamento em uma seção de linha de dispensação do diluente a jusante da unidade de mistura é também vantajoso quando o diluente é água, porque a água é menos propensa a estragos biológicos do que a bebida mista, especialmente no caso da cerveja.

[0071] Em uso, todos os componentes descritos acima são montados para formar um aparelho de dispensação de bebida que compreende um recipiente/barril/reservatório contendo uma bebida ou componente de bebida, e que compreende adicionalmente:

[0072] (A) um cartucho (1) conforme definido acima, com

[0073] (B) um utensílio de dispensação de bebida dotado de uma unidade de resfriamento conforme definido acima, isto é, que compreende duas placas de resfriamento separadas por uma fenda (2S) para receber um cartucho. O utensílio de dispensação de preferência, mas não necessariamente compreende uma câmara (11) para armazenar um ou mais recipientes de bebida e potencialmente pelo menos uma fonte de gás pressurizado.

[0074] O cartucho é inserido na fenda de inserção (2S) da unidade de resfriamento (2). Um tubo de dispensação contínuo percorre da extremidade proximal a montante (3Up) em comunicação fluida com o interior do recipiente até a extremidade distal a jusante (3Dd) acoplada à válvula de torneira e que se abre para a atmosfera ambiente. A bebida a ser dispensada é resfriada à medida que flui através do canal tortuoso do cartucho por troca de calor com a primeira e segunda superfícies da primeira e segunda placas de resfriamento em contato térmico íntimo com as paredes finas do canal. Uma bebida fria ou refrigerada pode assim ser servida sem ter de resfriar todo o conteúdo do recipiente.

[0075] Evidentemente, um utensílio de dispensação de bebida pode compreender mais de uma unidade de resfriamento de acordo com a presente invenção, em que diferentes unidades de resfriamento cooperam com uma única linha de dispensação entre um reservatório de bebida ou componente de bebida e uma válvula de torneira ou cooperam com múltiplas linhas de dispensação, cada uma acoplando um reservatório de bebida reservatório ou componente de bebida com uma torneira de bebida dedicada, permitindo dispensar mais de uma bebida do utensílio, em que cada bebida é dispensada através de uma linha de dispensação diferente e cada uma das linhas de dispensação coopera com uma unidade de resfriamento dedicada (como permitindo dispensar as diferentes bebidas cada uma a sua própria temperatura preferencial).

Claims (12)

1. Unidade de resfriamento que compreende: (a) um cartucho de resfriamento que tem: (i) duas folhas metálicas vedadas entre si ao longo de uma área de perímetro que delimita uma área interna do cartucho onde uma rota de líquido é definida entre ambas as folhas metálicas, em que a rota de líquido cria uma comunicação fluida entre uma entrada e uma saída do cartucho de resfriamento; (ii) uma manta ou rede de material fornecida entre ambas as folhas metálicas na área interna do cartucho de resfriamento na rota de líquido, em que a manta ou rede de material compreende zonas de contato configuradas para entrar em contato com as folhas metálicas do cartucho de resfriamento quando a pressão que impera na área interna for igual à pressão ambiente; (b) uma primeira placa de resfriamento que compreende uma primeira superfície e uma segunda placa de resfriamento que compreende uma segunda superfície voltada para a primeira superfície; (c) uma fonte de frio adequada para resfriar as ditas primeira e segunda superfícies, em que a área interna do cartucho de resfriamento é posicionada entre ambas as superfícies de resfriamento; caracterizada pelo fato de que as folhas metálicas não são fixadas ou são fixadas apenas em locais distintos às zonas de contato de manta ou da rede de material, a manta ou rede de material compreende partes de parede que definem as zonas de contato entre a manta e as folhas, a manta ou rede de material disposta entre ambas as folhas compreendendo uma parede perimetral definindo o perímetro do cartucho de resfriamento com ambas as folhas vedadas à parede perimetral, a manta ou rede que se estende na área interna definindo uma trajetória não retilínea do caminho do líquido entre as folhas e em que a parte das folhas situada na área interna é esticável ou tem dimensões maiores que a área interna, de modo a permitir que as folhas sejam pelo menos espaçadas localmente das partes da parede em uma direção perpendicular às superfícies de resfriamento quando o volume interno da linha de líquido é pressurizado, criando assim atalhos na trajetória do caminho do líquido.

2. Unidade de resfriamento, de acordo com a reivindicação1, caracterizada pelo fato de que a distância que separa a primeira superfície e a segunda superfície da primeira e da segunda placas de resfriamento pode ser variada, - de uma distância de carregamento, d0, maior que uma espessura HI do cartucho de resfriamento e que forma uma fenda de inserção permitindo a introdução do cartucho entre as duas placas de resfriamento; - para uma distância de resfriamento, dc < d0, em que a primeira e a segunda superfícies entram em contato com a primeira e a segunda folhas metálicas e comprimem essas folhas metálicas contra as partes de parede da manta ou rede.

3. Unidade de resfriamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que, a uma distância dc, as placas de resfriamento comprimem as folhas metálicas contra as zonas de contato da manta ou rede de material.

4. Unidade de resfriamento, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende defletores ou elementos indutores de turbulência na trajetória não retilínea da rota de líquido.

5. Unidade de resfriamento, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das folhas metálicas fabricadas em um material metálico, de preferência alumínio ou um material polimérico metalizado.

6. Unidade de resfriamento, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a manta ou rede de material é fabricada em um material polimérico, um material metálico ou um material híbrido metálico/polimérico.

7. Unidade de resfriamento, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a manta de material compreende partes de parede que define as zonas de contato entre a manta e as folhas metálicas, em que as ditas zonas de contato (partes de parede) da manta que tem uma espessura, medida perpendicular à direção da altura, de 2 mm ou menos, de preferência 1 mm ou menos.

8. Aparelho de dispensação de bebida caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de resfriamento conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7,.

9. Aparelho de dispensação de bebida, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o aparelho de dispensação é de um tipo que compreende uma fonte de uma componente de bebida concentrada conectada de maneira fluida a uma torneira de dispensação por uma primeira linha de dispensação e uma fonte de um diluente conectada de maneira fluida à torneira de dispensação por uma segunda linha de dispensação, em que a unidade de resfriamento é integrada ao aparelho para resfriar o componente de bebida concentrada e/ou diluente durante o fluxo para a primeira e/ou segunda linha de dispensação.

10. Aparelho de dispensação de bebida, de acordo com reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de mistura que tem uma entrada em comunicação fluida com a primeira e segunda linhas de dispensação e uma saída em comunicação fluida com a torneira de dispensação, em que a unidade de resfriamento é integrada ao aparelho para resfriar o componente de bebida concentrada e/ou diluente a jusante da unidade de mistura.

11. Aparelho de dispensação de bebida, de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de carbonatação, de preferência uma unidade de carbonatação em linha, que tem uma entrada em comunicação fluida com a fonte de diluente e uma saída em comunicação fluida com a torneira de dispensação, em que a unidade de resfriamento é integrada ao aparelho para resfriar o diluente a jusante da unidade de carbonatação.

12. Kit de partes para um aparelho de dispensação de bebida, em que o kit de partes compreende: (a) um cartucho de resfriamento que tem: (i) duas folhas metálicas vedadas entre si ao longo de uma área de perímetro que delimita uma área interna do cartucho onde uma rota de líquido é definida entre ambas as folhas metálicas, em que a rota de líquido cria uma comunicação fluida entre uma entrada e uma saída do cartucho de resfriamento; (ii) uma manta ou rede de material fornecida entre ambas as folhas metálicas na área interna do cartucho de resfriamento na rota de líquido, a manta ou rede de material que compreende zonas de contato onde as folhas metálicas entram em contato com a manta ou rede de material na área interna do cartucho de resfriamento quando a pressão que predomina na área interna se igual à pressão ambiente; (b) um utensílio de dispensação de bebida que compreende uma unidade de resfriamento que tem: (i) uma primeira placa de resfriamento que compreende uma primeira superfície e uma segunda placa de resfriamento que compreende uma segunda superfície voltada para a primeira superfície; (ii) uma fonte de frio adequada para resfriar as ditas primeira e segunda superfícies, em que a linha de líquido é posicionada entre ambas as superfícies de resfriamento; caracterizado pelo fato de que as folhas metálicas do cartucho de resfriamento não estarem fixadas ou fixadas apenas em locais distintos às zonas de contato da manta ou rede de material, a manta ou rede de material compreende partes de parede que definem as zonas de contato entre a manta e as folhas, a manta ou rede de material disposta entre ambas as folhas compreendendo uma parede perimetral definindo o perímetro do cartucho de resfriamento com ambas as folhas vedadas à parede perimetral, a manta ou rede que se estende na área interna definindo uma trajetória não retilínea do caminho do líquido entre as folhas e em que a parte das folhas situada na área interna é esticável ou tem dimensões maiores que a área interna, de modo a permitir que as folhas sejam pelo menos espaçadas localmente das partes da parede em uma direção perpendicular às superfícies de resfriamento quando o volume interno da linha de líquido é pressurizado, criando assim atalhos na trajetória do caminho do líquido.