BR112020015613B1 - Cápsula com válvula de desgaseificação - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a uma cápsula para uso em uma máquina para preparar um produto líquido a partir de produtos solúveis ou extraíveis por meio de um fluido de extração pressurizado. A cápsula (1) compreende um corpo de recipiente (2) que define uma câmara fechada para alojar o produto solúvel ou extraível por meio de um fluido de extração pressurizado, em que o dito fluido é fornecido através de um elemento de injeção da máquina, em que o dito corpo de recipiente tem uma primeira base (3) e uma segunda base (5) e uma parede lateral (4) que se estende ao longo de uma direção longitudinal (XX) entre a primeira base (3) e a segunda base (5), uma tampa de injeção (30) associada de modo vedável ao dito corpo de recipiente (2) e projetada para ser aberta para permitir a introdução do dito fluido pressurizado na dita câmara; uma tampa de dispensação de bebidas (50) associada de modo vedável ao dito corpo de recipiente (2) e projetada para ser aberta para liberar uma bebida preparada a partir do dito produto e do dito fluido. Uma característica da cápsula é incluir uma válvula de desgaseificação (6) disposta perto do dito corpo de recipiente (2) e que é acionada em sua configuração aberta (...).

Description

DESCRIÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a uma cápsula com válvula de desgaseificação de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

[0002] Em particular, a presente invenção se refere a uma cápsula (também denominada cartucho ou unidade) para a preparação de um produto líquido, a partir de produtos solúveis que podem ser extraídos por meio de uma máquina que abastece um fluido (e/ou vapor) de extração de alta temperatura. Essa cápsula é dotada de uma válvula de desgaseificação adequada para desgaseificar os gases liberados por esses produtos solúveis durante o armazenamento, isto é, antes de usar a cápsula na máquina.

[0003] Mais particularmente, a presente invenção se refere a uma cápsula dotada de uma válvula de desgaseificação na qual o produto solúvel é café fresco.

ESTADO DA TÉCNICA

[0004] Sabe-se que cápsulas dispensáveis são usadas com máquinas adequadas para a preparação de bebidas.

[0005] Tais cápsulas geralmente compreendem um corpo de recipiente, que define uma câmara fechada para alojar o produto solúvel ou extraível. O corpo de recipiente tem uma primeira base e uma segunda base e uma parede lateral, que se estende ao longo de uma direção longitudinal X-X entre a primeira base e a segunda base.

[0006] Em particular, a segunda base e a primeira base são fechadas por uma tampa (também denominada membrana ou folha de vedação) e, dependendo do tipo de máquina usada, uma ou ambas as tampas podem ser produzidas a partir de materiais plásticos, alumínio, papel ou uma combinação dos mesmos.

[0007] Para prosseguir com a extração da bebida, a tampa ou as tampas podem ser perfuradas por pontas de perfuração de máquina, que por sua vez também podem ser configuradas para alimentar o fluido de extração na câmara fechada da cápsula.

[0008] O produto solúvel ou extraível geralmente consiste em uma substância desidratada para a preparação de uma bebida; exemplos de substâncias desidratadas são café moído, café instantâneo, uma mistura de café moído e café instantâneo ou qualquer outra substância comestível desidratada.

[0009] Também fornece-se que a substância contida na cápsula possa ser um produto de desgaseificação solúvel, tal como café fresco ou outras substâncias alimentícias ou não alimentícias sujeitas à desgaseificação.

[0010] No entanto, como já se sabe, o café fresco produz gás (tal como CO2), que na câmara fechada da cápsula pode levar a um aumento de pressão para quebrar a tampa ou as tampas da cápsula.

[0011] Nesse caso, a cápsula não é mais hermética e ocorre degradação do café.

[0012] Isso torna impossível o uso da cápsula para a preparação do produto líquido.

[0013] Para superar esse problema, é conhecido o uso de uma válvula de desgaseificação para desgaseificar os gases formados no interior da câmara e, ao mesmo tempo, impedir a entrada de ar na câmara fechada.

[0014] O documento EP3085642 divulga uma cápsula dotada de uma válvula de desgaseificação que é colada à tampa da base superior.

[0015] Em particular, o documento EP3085642 ensina que a válvula adere à tampa da base superior, para que os gases possam escapar da câmara através da válvula e fluir para fora da cápsula.

[0016] No momento da produção de bebida, a tampa superior e a válvula de desgaseificação são perfuradas por pontas de perfuração que fornecem o fluido de extração pressurizado à câmara.

PROBLEMA DO ESTADO DA TÉCNICA

[0017] No entanto, tal cápsula, embora funcional, não está isenta de problemas, entre os quais há precisamente o de ter a válvula de desgaseificação colocada na tampa superior.

[0018] De fato, essa disposição implica em que as pontas de perfuração devem perfurar a válvula de desgaseificação e a tampa, com um aumento no valor da força necessário para realizar a operação.

[0019] Isso implica em que os fabricantes de máquinas devem fornecer mecanismos adequados para aumentar a força transmitida às pontas para usar de modo eficaz essa cápsula.

[0020] Uma outra desvantagem consiste no fato de que a válvula disposta na tampa destinada a fechar a base superior envolve um aumento na espessura total da tampa, o que também causa um maior desgaste das pontas de perfuração e, portanto, a longo prazo, uma perfuração menos eficaz da tampa.

[0021] Além disso, a disposição da válvula de desgaseificação na tampa da base superior limita a possibilidade de uso da cápsula. De fato, se a máquina fizer com que o fluido de extração seja fornecido através da tampa da base inferior, ficará claro que a presença da válvula de desgaseificação na tampa da base superior, além de aumentar a espessura da tampa, também não tenderá a facilitar a passagem da bebida, uma vez que a mesma válvula de desgaseificação contrasta com a abertura da tampa associada à base superior.

[0022] Por fim, a disposição da válvula de desgaseificação na tampa da base superior expõe a válvula a possíveis danos, mesmo acidentais, não visíveis a olho nu, mas que afetam o funcionamento correto da válvula e, portanto, não garantem a conservação do café fresco, bem como suas características organolépticas.

OBJETIVO DA PRESENTE INVENÇÃO

[0023] O objetivo da presente invenção é encontrar uma cápsula que contém produtos desgaseificantes que sejam capazes de resolver os problemas acima mencionados da técnica anterior.

[0024] Esse objetivo é alcançado por meio de uma cápsula para uso em uma máquina comercialmente disponível para a preparação de bebidas a partir de produtos solúveis ou extraíveis por meio de um fluido de extração pressurizado, de acordo com as reivindicações a seguir.

VANTAGENS DA PRESENTE INVENÇÃO

[0025] Devido às várias modalidades da presente invenção, é possível fornecer uma cápsula que possa oferecer separadamente ou em combinação uma ou mais das seguintes vantagens:

[0026] - evitar o desgaste das pontas de perfuração;

[0027] - manter as espessuras das tampas dentro de valores que não exijam o uso de máquinas modificadas para perfurar as tampas mais espessas;

[0028] - possível produção do corpo da cápsula, das tampas e/ou do cartucho como um todo com material compostável e de barreira ao oxigênio, sem causar problemas funcionais;

[0029] - possível uso em máquinas dotadas de pontas de perfuração projetadas para perfurar a parede inferior da cápsula sem que a parede inferior seja realmente perfurada pelas ditas pontas;

[0030] - evitar danos e/ou adulteração, mesmo acidentais, da válvula da cápsula durante o transporte, armazenamento e/ou uso da cápsula.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0031] - As Figuras 1A e 1B mostram uma primeira modalidade da cápsula de acordo com a presente invenção em uma vista em perspectiva a partir de cima e em uma vista em perspectiva a partir de baixo, respectivamente;

[0032] - A Figura 1C mostra a cápsula das Figuras 1A e 1B em uma vista em perspectiva a partir de baixo, mas sem uma tampa de cobertura;

[0033] - A Figura 1D mostra uma vista plana da cápsula da Figura 1A ou 1B;

[0034] - A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva em corte ao longo da linha II-II da cápsula da Figura 1D;

[0035] - A Figura 3 mostra uma vista lateral em corte ao longo da linha II-II da cápsula da Figura 1D;

[0036] - A Figura 4A mostra uma vista ampliada de uma porção da cápsula da Figura 3 em uma primeira condição operacional;

[0037] - A Figura 4B mostra uma vista ampliada de uma porção da cápsula da Figura 3 em uma segunda condição operacional;

[0038] - A Figura 5 mostra uma vista ampliada da mesma porção da Figura 3 de uma segunda modalidade da cápsula em conformidade com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0039] Mesmo se não explicitamente destacado, as características individuais descritas com referência às modalidades específicas devem ser entendidas como auxiliares e/ou intercambiáveis com outras características descritas com referência a outras modalidades.

[0040] A seguir, é descrita a estrutura e as vantagens de uma cápsula 1 (ou cartucho ou unidade, em que esses termos são usados de modo equivalente no presente documento) para a preparação de produtos solúveis ou extraíveis por meio de um fluido de extração pressurizado fornecido por uma máquina conhecida na técnica e, portanto, não é descrita em mais detalhes.

[0041] Em várias modalidades, o produto líquido em questão pode consistir em uma bebida, tal como, por exemplo, café obtido introduzindo-se no cartucho um líquido e/ou vapor pressurizado e aquecido (isto é, quente).

[0042] Em várias modalidades, a cápsula 1 pode conter um produto solúvel ou extraível de uma substância (não mostrada nas figuras) capaz de formar o produto líquido por meio do líquido e/ou vapor acima mencionados. Esse produto solúvel ou extraível de uma substância pode consistir em café em pó ou em outro precursor de um produto líquido, como uma bebida, tal como chá, chocolate em pó ou grãos, produtos para a preparação de caldos, sopas, refrigerantes e infusões de vários tipos, em que essa lista é considerada exemplificativa e não exaustiva.

[0043] Em uma forma de uso preferencial, o produto solúvel contido na cápsula é um produto desgaseificado durante o armazenamento, isto é, um produto que libera gás.

[0044] Ainda mais preferencialmente, o produto solúvel contido na cápsula é café fresco, especificamente pó de café recentemente moído.

[0045] As Figuras em anexo representam várias vistas da cápsula 1, que compreende:

[0046] - um corpo de recipiente 2, com o formato de uma tigela pequena ou um copo pequeno, que define uma câmara fechada 21 para alojar o produto solúvel ou extraível,

[0047] - uma primeira base 3,

[0048] - uma segunda base 5 e

[0049] - uma parede lateral 4 que se estende ao longo de uma direção longitudinal X-X entre a primeira base 3 e a segunda base 5.

[0050] Deve-se verificar que o corpo de recipiente 2 da cápsula 1 é, de preferência, produzido a partir de material compostável ou biodegradável, em que biodegradável significa a capacidade de degradar, de substâncias e materiais orgânicos, em moléculas mais simples por meio de uma série de reações químicas irreversíveis. O nível de biodegradação a ser alcançado para ser incluído na certificação de material biodegradável é de pelo menos 90% para ser obtido em até 6 meses.

[0051] De preferência, o corpo de recipiente 2 da cápsula 1 é produzido a partir de materiais biodegradáveis selecionados a partir do grupo que compreende amido de milho, amido de batata, celulose, plásticos biodegradáveis e compostáveis conhecidos sob o nome comercial de Mater-Bi e/ou qualquer combinação dos materiais acima mencionados.

[0052] Em particular, o corpo de recipiente 2 da cápsula 1 é, de preferência, produzido a partir de um material compostável, por exemplo, um material compostável à base de Poliésteres/PLAs/resinas derivadas de amidos e similares.

[0053] Em várias modalidades, conforme mostrado nas Figuras anexas, o corpo 2 pode ter uma conformação de tubo divergente que começa a partir da primeira base 3 em direção à segunda base 5.

[0054] Em várias modalidades, a conformação divergente pode ser uma conformação frustocônica. Nesse último exemplo, o preferencial para produzir a cápsula 1, o termo primeira base 3 significa que a base tem um diâmetro menor que o da segunda base da cápsula, que tem um diâmetro maior.

[0055] Essa modalidade preferencial não é, contudo, imperativa, uma vez que a cápsula 1 pode ter um conjunto de formatos diferentes, por exemplo, um formato prismático, truncado-piramidal, quadrado, etc.

[0056] Conforme mostrado nas figuras anexas, a cápsula 1 compreende uma tampa de injeção 30, projetada para ser aberta para permitir o abastecimento do fluido de extração à câmara, e uma tampa de dispensação de bebidas 50, projetada para ser aberta para liberar uma bebida preparada a partir do produto solúvel e do fluido.

[0057] Na presente descrição, o termo tampa significa um elemento de fechamento do corpo de recipiente de uma cápsula para conter o produto solúvel ou extraível dentro do corpo de recipiente da cápsula e para impedir a entrada de líquidos e agentes externos sólidos dentro do corpo de recipiente da cápsula.

[0058] De acordo com um aspecto preferencial, tanto a tampa de injeção 30 quanto a tampa de dispensação de bebidas 50 são do tipo compostável e do tipo de barreira de oxigênio.

[0059] O termo tampa de barreira significa um elemento de fechamento que tem propriedades de resistência físicas e químicas, por exemplo, quanto a oxigênio ou água ou gases ou aromas, ou uma combinação dos itens acima mencionados.

[0060] O termo tampa de barreira compostável significa um elemento de fechamento que, além das características acima mencionadas, também atende às exigências de compostagem dos regulamentos atuais.

[0061] De preferência, a tampa de injeção 30 está estreitamente associada à primeira base 3, enquanto a tampa de dispensação de bebidas 50 está estreitamente associada à segunda base 5.

[0062] A associação das tampas 30, 50 às respectivas bases ocorre por meio de uma operação de vedação, conforme descrito a seguir.

[0063] De acordo com uma modalidade preferencial, fornece-se que:

[0064] - a tampa de injeção 30 compreende pelo menos uma camada de barreira, que por sua vez compreende um filme de barreira compostável e uma camada de barreira ao oxigênio; essa tampa 30 tem uma espessura predeterminada, que é compreendida entre a menor espessura obtida por essa tecnologia específica até um máximo de 200 μm, mostrando um módulo de elasticidade na faixa de 100 a 5.000 MPa;

[0065] - a tampa de dispensação 50 compreende pelo menos uma primeira camada de barreira, que por sua vez compreende um filme de barreira compostável e uma camada de barreira ao oxigênio e tem uma espessura compreendida entre 20 e 200 μm.

[0066] As modalidades da tampa 30 e 50 permitem vantajosamente obter valores de barreira ao oxigênio inferiores a 10 cm3/m2/dia/atm a 0% de umidade relativa (UR), a 23 °C.

[0067] Com uma referência particular às Figuras 2 a 5, a cápsula 1 compreende uma válvula de desgaseificação 6 que tem o objetivo de evacuar os gases liberados pelo produto contido na câmara 21 para fora da cápsula 1.

[0068] Em particular, a válvula 6 é acionada, em sua configuração aberta, pelos gases liberados pelo produto solúvel ou extraível (Figura 4B) e, em sua configuração fechada, é acionada pelo fluido pressurizado fornecido pela máquina (Figura 4A).

[0069] Para essa finalidade, para fabricar uma cápsula 1 que seja capaz de liberar da cápsula 1 os gases gerados pelo produto solúvel e para que a cápsula 1 possa ser usada com máquinas padrão, é vantajoso que a dita válvula 6 seja disposta perto do corpo de recipiente 2 e esteja configurada para estar em comunicação fluida com a câmara fechada 21 através de pelo menos um entalhe 7 formado na tampa de injeção 30, em que o fluido pressurizado abastecido pela máquina é capaz de entrar na câmara fechada 21 apenas após abrir a tampa da injeção 30.

[0070] Essa disposição da válvula 6 com relação ao corpo de recipiente 2 permite vantajosamente evitar o desgaste das pontas de perfuração das máquinas, uma vez que a válvula 6 não está disposta na tampa projetada para fechar a segunda base 5 e, acima de tudo, permite manter as espessuras das tampas 30 e 50 dentro de valores que não exigem o uso de máquinas modificadas para perfurar tampas mais espessas.

[0071] Em outras palavras, a válvula de desgaseificação 6 está disposta perto da primeira base 3, da segunda base 5 e/ou da parede lateral 4, isto é, dos elementos que compõem o corpo de recipiente 2. Portanto, a válvula de desgaseificação 6 não está disposta perto da tampa 30 e/ou da tampa 50.

[0072] De acordo com um aspecto, o entalhe 7 compreende um ou mais entalhes que têm um formato e/ou tamanho adequados e formados na espessura da tampa de injeção 30. A passagem dos gases gerados pelo produto solúvel através dos ditos entalhes é permitida, enquanto é substancialmente evitada qualquer passagem do produto solúvel.

[0073] De acordo com um aspecto em que a válvula 6 está em comunicação fluida com a câmara fechada 21 através do entalhe 7 formado na tampa de injeção 30 e é isolada do lado de fora quando está em sua configuração fechada, a tampa 30 é disposta atrás da válvula 6 ao observar a cápsula 1 do lado de fora.

[0074] Em outras palavras, a tampa 30 está diretamente voltada para a câmara fechada 21, a saber, está em contato direto com o produto solúvel contido na câmara fechada 21.

[0075] Na modalidade mostrada nas figuras anexas, a cápsula 1 fornece o uso de uma única válvula 6, mas nada impede que se tenha também duas ou mais válvulas 6 se a aplicação específica impuser o mesmo. Por exemplo, pode-se fornecer uma válvula 6 disposta perto da base 3 e outra perto da parede lateral 4.

[0076] Em uma modalidade da presente invenção, a válvula de desgaseificação 6 é integrada na espessura do corpo de recipiente 2, isto é, na espessura da primeira base 3 e/ou na espessura da parede lateral 4. Em outras palavras, a válvula de desgaseificação 6 é produzida a partir de uma peça ou é integrada na espessura da primeira base 3 e/ou na espessura da parede lateral 4.

[0077] A fabricação da válvula 6 dentro da espessura da base 3 e/ou da parede lateral tem a vantagem de evitar qualquer dano e/ou violação, mesmo acidental, da válvula 6, uma vez que a mesma é inserida na espessura da base 3 e/ou da parede lateral 4.

[0078] De acordo com uma modalidade preferencial, que será descrita a seguir, a primeira base 3, a saber, a que possui o menor diâmetro no caso de uma conformação frustocônica da cápsula 1, é configurada para alojar a válvula de desgaseificação 6 em sua espessura S (consultar em particular as Figuras 4A, 4B e 5).

[0079] Para essa finalidade, também com referência às figuras anexas, várias modalidades podem se referir ao fato de que a primeira base 3 tem:

[0080] - uma superfície interna 300 de frente para a câmara fechada 21 e

[0081] - uma superfície externa 301 voltada para o exterior da cápsula 1.

[0082] A primeira base 3, também com referência às Figuras 2 e 3, compreende primeiras aberturas 302 para a passagem do fluido de extração da superfície externa 301 para a superfície interna 300 da primeira base 3 (isto é, a de diâmetro menor) bem como segundas aberturas 303 para a passagem dos gases gerados pelo produto solúvel contido na câmara fechada 21.

[0083] Portanto:

[0084] - quando há um aumento de pressão dentro da câmara 21 devido aos gases liberados pelo produto solúvel (por exemplo, CO2 no caso de café fresco), a válvula de desgaseificação 6 é ativada em sua configuração aberta pelos gases para permitir que os mesmos fluam para fora da cápsula 1 através do entalhe 7 fornecido na tampa de injeção 30 e através das aberturas 303. O caminho seguido pelo gás liberado pelo produto da câmara 21 para o exterior da cápsula 1 é mostrado na Figura 4B com a linha tracejada;

[0085] - quando a cápsula 1 é usada para a preparação da bebida, o fluido de extração (por exemplo, água H2O) abre a tampa de injeção 30, entrando assim na câmara fechada 21 através das aberturas 302. Em particular, o fluido de extração atua sobre a válvula de desgaseificação 6 para mantê-la em sua configuração fechada, assim, impedindo a entrada através da válvula dos fluidos de extração, bem como a saída da bebida durante sua preparação e dispensação, uma vez que o fluido de extração que também entra através das aberturas 303 força a válvula a permanecer fechada. O caminho seguido pelo fluido de extração (por exemplo, água H2O) fornecido pela máquina é mostrado na Figura 4A com as setas tracejadas;

[0086] - quando a mistura ideal é obtida, a bebida é extraída através da tampa 50, que pode ser gravada por punções que pertencem à máquina.

[0087] Conforme mostrado, vantajosamente, a presença da válvula de desgaseificação 6 não envolve variação dimensional (nem mesmo na espessura S da primeira base 3) se comparada a uma cápsula conhecida no estado da técnica da produção de bebidas, uma vez que a presença da válvula de desgaseificação 6 não afeta a maneira como o fluido de extração é abastecido e como a bebida é produzida, bem como sua extração.

[0088] Isso garante o uso da cápsula 1 também em máquinas já disponíveis no mercado sem a necessidade de modificá-las e, acima de tudo, a cápsula 1 não fornece nenhum aumento de espessura da tampa 30, 50 ou da parede lateral 4.

[0089] De acordo com um aspecto, as primeiras aberturas 302 e as segundas aberturas 303 são constituídas por uma pluralidade de furos-passantes com qualquer formato, de preferência, com um corte transversal circular.

[0090] Em particular, a pluralidade de furos das primeiras aberturas 302 tem uma superfície total de abertura compreendida entre 1 mm2 e 8 mm2, de preferência, igual a 4 mm2, enquanto a pluralidade de furos das segundas aberturas 303 tem uma superfície de abertura total compreendida entre 0,5 mm2 e 3 mm2, de preferência, igual a 1,5 mm2.

[0091] De acordo com um aspecto, o número de furos nas primeiras aberturas é oito, enquanto o número de furos nas segundas aberturas é dois.

[0092] Em uma modalidade preferencial, também com referência às Figuras 1C e 1D, os furos das primeiras aberturas 302 são dispostos em uma coroa circular, enquanto os furos das segundas aberturas 303 são dispostos ao longo de uma linha reta.

[0093] Essa disposição dos furos da primeira e da segunda aberturas 302 e 303 é vantajosa, pois permite que o fluido de extração entre uniformemente através dos furos 302 após abrir a tampa 30 na câmara fechada 21, de modo a investir o produto solúvel de maneira homogênea, enquanto se permite que os gases saiam dos furos 303, concentrando-se assim em uma área específica e evitando qualquer dispersão.

[0094] Em particular, o diâmetro da coroa circular das primeiras aberturas 302 é tal que também contenha os furos das segundas aberturas 303 dentro da área hipotética identificada pela coroa circular.

[0095] De acordo com um aspecto preferencial, o entalhe 7 é fornecido no centro da coroa circular das primeiras aberturas.

[0096] De acordo com um aspecto, também com referência às Figuras 2 e 4A a 4B, a tampa de injeção 30 está associada de maneira vedável à superfície interna 300 da primeira base 3 por meio de uma primeira região de vedação 304 e de uma segunda região de vedação 305.

[0097] Em particular, devido às ditas duas regiões de vedação 304, 305, as primeiras aberturas 302 são vedadas de modo a evitar qualquer entrada de ar através das aberturas 302 durante o armazenamento da cápsula 1.

[0098] As regiões de vedação 304 e 305 são obtidas, de preferência, por vedação térmica ou por outras técnicas conhecidas, tais como, por exemplo, aquelas com ultrassons ou materiais adesivos.

[0099] De acordo com um aspecto, a tampa de injeção 30 compreende uma porção periférica que se estende além das aberturas 302 da primeira base 3 e é projetada para fechar de modo vedável as ditas aberturas 302, isto é, sem que haja passagem de ar e/ou gás.

[0100] De preferência, essa tampa de injeção 30 é um material sem costura, a saber, não há descontinuidades em sua superfície ou espessura (isto é, não é poroso), exceto pelo entalhe ou entalhes 7 fornecidos para a passagem do produto líquido durante sua fase de extração.

[0101] De acordo com um aspecto, a tampa de injeção 30 é em formato de disco e pode ser produzida a partir de um material que é encolhido, rasgado, perfurado e dissolvido quando o fluido de extração pressurizado é fornecido através do elemento de injeção da máquina.

[0102] Em uma modalidade preferencial, a tampa de injeção 30 é uma tampa que não encolhe, que não rasga ou dissolve em contato com o fluido de extração, mas seja elevada em relação à superfície interna 300 da primeira base 3.

[0103] Para essa finalidade, a região de vedação 304, durante o uso, é capaz de ceder pelo menos em uma porção da mesma à pressão do fluido de extração que passa através das aberturas 302. Em outras palavras, a região de vedação 304 cede sob a ação da pressão hidráulica exercida pelo fluido de extração, isto é, a tensão média da tampa de injeção 30 é maior do que a das porções da região de vedação 304, que cede sob a ação da pressão hidráulica. De acordo com um aspecto, a região de vedação cedível 304 é apenas uma porção de toda a região de vedação. Isto é devido ao fato de que, assim que uma parte da região de vedação 304 cede, o fluido de extração que passa através do espaço formado entre a segunda tampa 30 e a região de vedação cedível 304 diminui sua pressão, deixando inalterada a parte restante não cedível da região de vedação 304. Em particular, a pressão do fluido de extração determina o destacamento da região de vedação 304 do segundo lado da porção anular 3011 da primeira base 3 por pelo menos uma parte da região periférica da segunda tampa de barreira compostável 30 e é variável entre 0,05 MPa (0,5 bar) e 1,5 MPa (15 bar).

[0104] Opcionalmente, quando a cápsula 1 está em uso na câmara de contenção da máquina, também a segunda região de vedação 305 pode ser uma vedação cedível pelo menos em uma porção da mesma sob a pressão do fluido de extração que passa através das ditas aberturas 302, de modo que a tampa de injeção 30 seja elevada em relação à superfície 300 da primeira base 3.

[0105] Conforme mostrado na Figura 2, a primeira região de vedação 304 e a segunda região de vedação 305 têm o formato de uma coroa circular, na qual a primeira região de vedação 304 tem um diâmetro maior do que o diâmetro da coroa circular representativa das primeiras aberturas 302 e a segunda região de vedação 305 tem um diâmetro maior do que o diâmetro da coroa circular representativa das ditas segundas aberturas 303, mas menor do que o das primeiras aberturas 302.

[0106] A tampa de dispensação de bebidas 50 está associada de modo vedável à segunda base 5, isto é, fornece uma vedação hermética.

[0107] De acordo com uma modalidade preferencial, a segunda base 5 define uma borda anular 501 e a tampa de dispensação de bebidas 50 está associada de modo vedável à borda anular 501 por meio de uma região de vedação (não mostrada nas figuras).

[0108] A região de vedação é, de preferência, obtida por vedação térmica ou por outras técnicas conhecidas, tal como, por exemplo, aquelas com ultrassons ou materiais adesivos.

[0109] A tampa de dispensação de bebidas 50 também tem, com vantagem, a capacidade de ser perfurada ou rasgada e/ou uma espessura tal que permita a abertura pressurizada do líquido de extração.

[0110] De acordo com um aspecto, a tampa de dispensação de bebidas 50 tem o formato de um disco e é, por exemplo, livre de entalhes, isto é, não possui áreas cedíveis, mas entra em contato com o mecanismo do aparelho destinado a abastecer o fluido de extração pressurizado de acordo com técnicas conhecidas e, portanto, não descritas.

[0111] De acordo com um aspecto, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, a primeira base 3 pode ter uma estrutura esculpida, a saber, com partes elevadas e rebaixadas, respectivamente.

[0112] Em particular, quando observada do lado de fora, a primeira base 3 compreende:

[0113] - uma porção central (3010);

[0114] - uma porção anular 3011 em torno da porção central 3010, em que a porção anular 3011 é configurada para ser rebaixada em relação à porção central 3010,

[0115] - as primeiras aberturas 302 que são fornecidas na porção anular 3011 e as segundas aberturas 303 que são fornecidas na dita porção central 3010,

[0116] - e em que o entalhe 7 é fornecido na dita porção central 3010.

[0117] De acordo com um aspecto, a primeira região de vedação 304 e a segunda região de vedação 305 são fornecidas na porção anular 3011, a saber na superfície voltada para a câmara fechada 21, de modo que a tampa de injeção 30 seja disposta dentro da câmara fechada 21 em contato direto com produtos solúveis ou extraíveis.

[0118] Deve-se verificar também que na área rebaixada 3013 voltada para o exterior da cápsula, as pontas da máquina podem ser inseridas sem, assim, entrar em contato com a tampa de injeção 30.

[0119] Conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, a porção anular 3011 é, de preferência, conectada à parede lateral 4 da cápsula 1 por meio de uma porção 3012 que tem uma linha preferencialmente reta, que atua como um apoio para a cápsula 1 quando a mesma está disposta em um plano de apoio.

[0120] De acordo com um aspecto característico da presente descrição, a válvula de desgaseificação 6 compreende:

[0121] - um corpo de válvula 60 formado em uma peça na espessura S da primeira base 3;

[0122] - uma membrana 62, móvel em relação ao dito corpo 60 entre uma primeira posição aberta operacional, que permite a passagem dos gases da câmara fechada 21 para o exterior (Figura 4B), e uma segunda posição operacional, que impede a passagem dos gases e a entrada do fluido de extração na câmara fechada 21 (Figura 4A), em que a dita primeira posição operacional é permitida ao atingir um valor limiar de gás predeterminado;

[0123] - meios de retenção 63 para impedir a perda da membrana móvel 62.

[0124] Em outras palavras, a válvula de desgaseificação 6 é uma válvula do tipo monodirecional que é normalmente fechada, impedindo a liberação dos gases contidos na câmara 21, abre quando a câmara 21 tem um valor de pressão maior do que um valor limiar, permitindo que o gás saia da câmara 21, e fecha novamente quando o valor da pressão dentro da câmara 21 retorna abaixo do valor limiar, conservando as características do produto solúvel.

[0125] De acordo com um aspecto, a membrana móvel 62 é disposta perto das segundas aberturas 303, de modo a fechá- las/abri-las com base nas exigências de expulsão dos gases desenvolvidos na câmara fechada 21. Para essa finalidade, a membrana 62 tem um tamanho de superfície suficiente para cobrir as segundas aberturas 303.

[0126] De modo a permitir a passagem entre as duas posições operacionais da membrana 62, utiliza-se, de preferência, óleo biodegradável, tal como, por exemplo, óleo de café, que atua como um selante entre o corpo de válvula 60 e a membrana 62.

[0127] Deve-se verificar que, durante a fase de abastecimento do fluido de extração, esse fluido que passa através das aberturas 303 força a membrana 62 a permanecer fechada empurrando-a contra o corpo de válvula 60, evitando assim qualquer vazamento da bebida a partir da câmara 21 durante sua preparação e dispensação.

[0128] A espessura da membrana móvel 62 é de até 20 μm e pode ser produzida a partir de materiais, tal como PLA ou poliéster.

[0129] Na modalidade da válvula de desgaseificação 6 mostrada nas Figuras 4A e 4B, os meios de vedação 63 que garantem que a membrana móvel 62 não possa se perder compreendem um elemento de proteção 70, que está associado à superfície externa 301, isto é, a superfície voltada para fora da cápsula 1.

[0130] O elemento de proteção 70 é disposto no elemento móvel 62 da válvula de desgaseificação 6 e é configurado para proteger esse elemento móvel 62 de agentes externos à cápsula.

[0131] Esse elemento de proteção 70 é incorporado a um elemento em formato de disco, que está associado à superfície 301 da primeira base 3, a fim de cobri-lo completamente, a saber para cobrir toda a sua superfície. A adesão do elemento de proteção 70 à superfície 301 da primeira base 3 ocorre por meio de uma vedação térmica ou por outras técnicas conhecidas, tais como, por exemplo, aquelas com ultrassons ou materiais adesivos.

[0132] De acordo com um aspecto, o elemento de proteção 70 é produzido, de preferência, a partir de materiais biodegradáveis que são permeáveis a líquidos.

[0133] Durante o uso, esse elemento de proteção 70 é o elemento que é perfurado pelas pontas da máquina, de modo a fornecer o fluido de extração.

[0134] Uma modalidade alternativa da membrana móvel 62 (não mostrada nas figuras anexas) fornece o uso de um elemento de borracha, de preferência, produzido a partir de um elastômero em formato de disco (até mesmo NBR) que tem uma espessura de até 1,5 mm. Esse elemento de borracha também é mantido na posição pelo elemento de proteção 70.

[0135] Na modalidade da válvula de desgaseificação 6 mostrada na Figura 5, semelhante às outras características da mostrada nas Figuras 4A e 4B, os meios de retenção compreendem uma tampa 632 configurada para engatar mecanicamente na superfície externa 301 da primeira base 3, de modo a impedir a perda da membrana móvel 62 quando esta estiver na posição aberta e para proteger a dita válvula de desgaseificação 6 dos agentes externos à dita cápsula 1.

[0136] Deve-se verificar que a modalidade da válvula da Figura 5 não fornece necessariamente o elemento de proteção 70.

[0137] De acordo com um aspecto, a cápsula 1 compreende um filtro 40, que é configurado para impedir que o produto saia da câmara fechada 21 em direção à válvula de desgaseificação 6.

[0138] Esse filtro 40 é interposto entre a tampa de injeção 30 e o corpo de válvula de desgaseificação 6.

[0139] Para essa finalidade, a cápsula 1 compreende uma sede 41 formada dentro da espessura S da primeira base 3 perto da superfície interna 300, que é moldada para acomodar esse filtro.

[0140] O filtro 40 é incorporado em um elemento produzido a partir de papel, plástico e materiais de celulose.

[0141] Certamente, a fim de satisfazer necessidades contingentes e específicas, uma pessoa versada na técnica pode fazer inúmeras modificações quanto às variantes acima descritas, todas contidas no escopo de proteção, conforme definido pelas reivindicações a seguir.

Claims (16)

1. Cápsula para uso em uma máquina para preparar um produto líquido a partir de produtos solúveis ou extraíveis por meio de um fluido de extração pressurizado que compreende: - um corpo de recipiente (2) que define uma câmara fechada que aloja o produto solúvel ou extraível por meio de um fluido de extração pressurizado, em que o dito fluido é fornecido através de um elemento de injeção da máquina, em que o dito corpo de recipiente tem uma primeira base (3) e uma segunda base (5) e uma parede lateral (4) que se estende ao longo de uma direção longitudinal (X-X) entre a primeira base (3) e a segunda base (5), - uma tampa de injeção (30), associada de modo vedável ao dito corpo de recipiente (2) e projetada para ser aberta para permitir que o dito fluido pressurizado entre na dita câmara; - uma tampa de dispensação de bebidas (50), associada de modo vedável ao dito corpo de recipiente (2) e projetada para ser aberta para liberar uma bebida preparada a partir do dito produto e do dito fluido, caracterizada pelo fato de que compreende uma válvula de desgaseificação (6), em que a válvula de desgaseificação (6) compreende: - um corpo de válvula (60) formado em uma peça na espessura (S) da primeira base (3) e/ou da parede lateral (4), - uma membrana (62) móvel entre uma primeira posição aberta operacional, que permite a passagem dos gases da câmara fechada (21) para o exterior, e uma segunda posição operacional, que impede a passagem dos gases e a entrada do fluido de extração para a câmara fechada (21), em que a dita primeira posição operacional é permitida ao atingir um valor limiar de gás predeterminado, - meios de retenção (63) para impedir a perda da dita membrana móvel (62), em que a válvula de desgaseificação (6) é acionada em sua configuração aberta pelos gases liberados pelo dito produto solúvel ou extraível e em sua configuração fechada pelo dito fluido pressurizado, em que a dita válvula de desgaseificação (6) está em comunicação fluida com a dita câmara fechada (21) através de pelo menos um entalhe (7) formado na dita tampa de injeção (30), em que o dito fluido pressurizado pode entrar na dita câmara fechada (21) somente depois que a tampa de injeção tiver sido aberta (30).

2. Cápsula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita válvula de desgaseificação (6) é incorporada na espessura (S) da dita primeira base e/ou da dita parede lateral do dito corpo de recipiente (2).

3. Cápsula, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a dita primeira base (3) compreende: - uma superfície interna (300) voltada para a câmara fechada (21), uma superfície externa (301) voltada para o exterior da cápsula (1), - primeiras aberturas (302) para a passagem do fluido de extração e segundas aberturas (303) para a passagem dos gases produzidos pelo dito produto solúvel ou extraível, - uma primeira região de vedação (304) e uma segunda região de vedação (305) para associar de modo vedável a dita tampa de injeção (30) à superfície interna (300) da primeira base (3), - em que as ditas primeiras aberturas (302) da dita base (3) são fechadas pela dita tampa de injeção (30) através da dita primeira região de vedação (304) e em que as ditas segundas aberturas (303) são fechadas pela dita tampa de injeção (30) através da dita segunda região de vedação (305).

4. Cápsula, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que as ditas primeiras aberturas (302) compreendem uma pluralidade de furos, que são dispostos em uma coroa circular, e as ditas segundas aberturas (303) compreendem uma pluralidade de furos, que são dispostos ao longo de uma linha reta.

5. Cápsula, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a dita primeira região de vedação (304) e a dita segunda região de vedação (305) são conformadas como uma coroa circular, em que a dita primeira região de vedação (304) tem um diâmetro maior do que o diâmetro da dita coroa circular representativa das primeiras aberturas (302) e a dita segunda região de vedação (305) tem um diâmetro maior do que o diâmetro da dita coroa circular representativa das ditas segundas aberturas (303), mas menor do que o diâmetro das primeiras aberturas (302).

6. Cápsula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizada pelo fato de que a dita primeira base (3), quando vista a partir do exterior, compreende: - uma porção central (3010); - uma porção anular (3011) que circunda a porção central, em que a dita porção anular (3011) é configurada para ser rebaixada em relação à dita porção central (3010), - as ditas primeiras aberturas (302) que são fornecidas na dita porção anular (3011) e as ditas segundas aberturas (303) que são fornecidas na dita porção central (3010), - o dito pelo menos um entalhe (7) que é fornecido na dita porção central (3010).

7. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a dita primeira região de vedação (304) e/ou a dita segunda região de vedação (305) são obtidas por vedação térmica ou por ultrassons ou por um material adesivo.

8. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma porção da dita primeira região de vedação (304) e/ou da dita segunda região de vedação (305), durante o uso, cede à pressão do fluido de extração que passa através das ditas aberturas (302) de modo que a dita tampa de injeção (30) seja elevada em relação à dita base inferior.

9. Cápsula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito corpo de válvula (60) tem a mesma espessura (S) da primeira base (3).

10. Cápsula, de acordo com as reivindicações 3 e 9, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de retenção (63) compreendem: - uma tampa (632) configurada para engatar mecanicamente a dita superfície externa (301) da dita primeira base (3) para impedir a perda da dita membrana móvel (62) quando esta estiver na dita primeira posição de abertura e para proteger a dita válvula de desgaseificação (6) de agentes externos à dita cápsula (1).

11. Cápsula, de acordo com as reivindicações 3 e 9, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de retenção (63) compreendem: - um elemento de proteção (70), que está associado à dita superfície externa (301), voltado para o exterior da cápsula (1) na dita válvula de desgaseificação (6), em que o dito elemento de proteção (70) é configurado para evitar a perda da dita membrana móvel (62) e para proteger a dita válvula de desgaseificação (6) dos agentes externos à dita cápsula.

12. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a dita válvula de desgaseificação (6) compreende um filtro (40), que é interposto entre a dita tampa de injeção (30) e a dita membrana móvel (62) e está configurada para evitar qualquer vazamento da produto da câmara fechada (21) para o exterior.

13. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita tampa de injeção (30) é um material que é encolhido, rasgado, perfurado ou dissolvido quando o dito fluido de extração pressurizado é fornecido através do dito elemento de injeção da máquina.

14. Cápsula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita segunda base (5) define uma borda anular (501), em que a dita tampa de dispensação (50) está associada à dita borda anular (501) por meio de uma terceira região de vedação (503).

15. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita tampa de injeção (30) e a dita tampa de dispensação (50) são tampas do tipo de barreira compostável, em que cada uma das mesmas compreende pelo menos uma primeira camada de barreira (31, 51) e uma camada de barreira de oxigênio (32, 52).

16. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito corpo de recipiente (2) e/ou a dita válvula de desgaseificação (6) são produzidos a partir de material compostável.