BR112020015674A2

BR112020015674A2 - Unidade de extração de bebidas com obstrutor de escoamento móvel

Info

Publication number: BR112020015674A2
Application number: BR112020015674-4A
Authority: BR
Inventors: Nicolas Obliger
Original assignee: Société des Produits Nestlé S.A.
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-12-08
Also published as: JP2021515628A; CN111770709A; AU2019233584A1; RU2020133031A; EP3764854A1; WO2019175225A1; CA3093758A1; US20200405091A1

Abstract

a presente invenção refere-se a uma unidade de extração de bebida (1) para extrair uma bebida a partir de uma cápsula porcionada de porção única, trocável (2) contendo ingredientes de bebida e ser configurada com um membro de restrição de fluxo para extrair cápsulas em diferentes condições de pressão e fluxo de bebida. a invenção também se refere à máquina de bebida compreendendo a unidade de extração.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "UNIDA- DE DE EXTRAÇÃO DE BEBIDAS, MÁQUINA DE BEBIDAS E USO DE UMA CÁPSULA DE CONTENÇÃO",

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se ao campo de extração de bebida com o uso de uma cápsula porcionada trocável em um dispositivo de extração de bebida. Em particular, ela se refere a uma unidade de extração aprimorada que pode extrair ingredientes de bebida contidos em uma cápsula, como café torrado e moído, particularmente de acordo com diferentes modos possíveis de extração envolvendo fluxo alto ou baixo de bebida dependendo do modo selecionado.

ANTECEDENTES

[0002] A preparação da bebida por extração de um ingrediente extraível, como um ingrediente fermentável, por exemplo café torrado e moído e/ou chá, contido em um recipiente porcionado como uma cápsula, um recipiente ou um sachê, é bem conhecida.

[0003] O documento EPO0512468 se refere a uma cápsula com um corpo em formato de bojo e uma membrana rasgável de saída de bebida. A membrana é, em geral, uma membrana fina de alumínio que se rompe contra uma placa de extração de rasgamento de um dispositivo de extração de bebida, como descrito no documento EPO0512470.

[0004] O documento EPO0512470 se refere a um sistema para a extração de café com o uso de uma unidade de extração de bebida com uma placa de extração de rasgamento que compreende múltiplos elementos elevados e canais entre os mesmos (chamados de "grade de fluxo e elemento de superfície em relevo"), que é adaptado para receber uma cápsula selada, para introduzir água sob pressão através de um injetor de água para o interior da cápsula, para deformar a membrana ou cobertura de saída (por exemplo, uma membrana de alumínio) e para rasgá-la sob o efeito da pressão do líquido que sobe na cápsula para permitir que a bebida seja liberada da cápsula.

[0005] O documento EPO602203 se refere a um sachê flexível vedado sob a forma de uma porção individual adaptada para ser extraída sob pressão, que contém ao menos uma substância em pó para a preparação de uma bebida como café torrado e moído; sendo que o sachê compreende duas folhas flexíveis idênticas de formato circular, oval ou poligonal, que fornecem entre si um espaço para a substância e são vedadas sobre sua periferia, de modo que o sachê seja substancialmente simétrico em relação a seu plano de vedação, sendo o sachê aberto sob o efeito do aumento da pressão no sachê quando o fluido de extração é injetado.

[0006] O documento EPO870457 se refere a uma unidade de extração similar à documento EPO512470, mas adaptada para um sachê impermeável fechado, que contém substância de café como descrito no documento EPO602203. O dispositivo compreende um membro superior que compreende meios destinados para perfurar a superfície superior do sachê e permitir a introdução de água no sachê, um membro inferior que tem um receptáculo para a acomodação da cápsula e porções elevadas e ocas; sendo que a superfície de extração do sachê é estirada progressivamente e localmente contra as porções elevadas e ocas; sendo que a superfície de extração se rompe em múltiplos locais de acordo com uma trajetória que é predeterminada pela localização das porções elevadas e ocas e onde atinge sua tensão de ruptura, para permitir o fluxo do líquido após a extração. A porção inferior compreende, em geral, aberturas de fluxo para permitir que a bebida flua através das mesmas. As porções elevadas e ocas são, de preferência, sob a forma de pirâmides truncadas separadas por uma rede de canais.

[0007] Portanto, os sistemas de extração de bebida da técnica precedente usam, em geral, uma cápsula trocável, por exemplo cápsula rígida, sachê ou receptáculo flexível, que compreende uma membrana rasgável de saída de bebida, por exemplo uma folha fina de alumínio, que pode ser rasgada apenas quando ocorre uma deformação suficiente desta membrana contra os elementos elevados da placa de rasgamento. O rasgamento ocorre, em geral, nas bordas dos elementos elevados que são, em geral, múltiplas pirâmides truncadas pequenas ou cristas retilíneas. A ruptura resulta na criação de pequenos orifícios ao longo das bordas desses elementos elevados. Estes orifícios são relativamente pequenos (por exemplo 0,1 a 1,0 mm de comprimento e 0,1 a 0,3 mm de largura) e geralmente a membrana de saída ao menos parcialmente se conforma ao topo e ao lado superior dos elementos elevados reduzindo, assim, ainda mais a área de abertura de fluxo. Como resultado, a queda de pressão é relativamente alta nessa interface. Além disso, a filtragem das partículas de café ocorre nessa interface confinada, que é uma vantagem uma vez que nenhum filtro adicional é necessário dentro da cápsula. Essa geometria de extração, portanto, corresponde ao que pode ser genericamente chamado de uma geometria de uma placa de extração com elementos elevados, no presente pedido. O fluxo de bebida é, então, coletado nos canais e drenado através de pequenas aberturas de dimensões bem definidas nos canais.

[0008] No sistema conhecido da técnica precedente, a taxa de fluxo e a pressão são ditadas pelas propriedades intrínsecas da cápsula e pelo desempenho da bomba.

[0009] A contrapressão altamente depende do grau de compactação do café em pó na cápsula. Para uma mesma mistura de café, a variabilidade da pressão pode ser muito alta. Em particular, para certas misturas de café, particularmente no tamanho de partícula baixo, a pressão pode estar na faixa de 5 a 15 bar.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] Um objetivo preferencial da invenção é fornecer uma unidade de extração de bebida que aborde ao menos alguns dos problemas encontrados com unidades da técnica precedente.

[0011] Um outro objetivo preferencial da invenção é fornecer uma unidade de extração de bebida na qual é possível modificar o fluxo de bebida e/ou a pressão para a extração de uma cápsula sem alterar o tipo de cápsula ou o tipo ou o desempenho da bomba.

[0012] Um outro objetivo preferencial da invenção é fornecer uma unidade de extração de bebida na qual é possível reduzir a variabilidade da pressão para a extração de um determinado tipo de cápsula.

[0013] A invenção se refere a uma bebida unidade de extração para extrair uma bebida a partir de uma cápsula trocável que contém um ingrediente de bebida, como café torrado e moído ou folhas de chá, e que compreende uma parede de entrada de líquido, uma membrana de saída de bebida e opcionalmente um flange circunferencial, como um flange ao/ou no qual a membrana é vedada.

[0014] A unidade compreende: - uma estrutura, - uma parte de injeção para acomodar a parede de entrada de líquido da cápsula e que compreende ao menos uma saída de água para a injeção de água na cápsula, e - uma parte de extração que delimita com a parte de injeção uma câmara de extração na qual a cápsula é alojada durante a extração, sendo a parte de extração e a parte de injeção relativamente móveis para abrir e fechar a câmara de extração, opcionalmente ao dito flange da cápsula, sendo que a cápsula é inserível e/ou removível a partir da câmara de extração aberta e sendo que a cápsula é extraível quando alojada na câmara de extração fechada.

[0015] A parte de extração compreende uma placa de extração que tem uma pluralidade de saídas de bebida para permitir que a bebida flua através da placa de extração.

[0016] A parte de extração compreende adicionalmente um membro de restrição de fluxo disposto em relação à placa de extração de uma maneira móvel entre uma posição de escoamento padrão e uma posição de escoamento reduzido na qual a área superficial de fluxo das saídas de bebida é reduzida em comparação com a posição de escoamento padrão por obstrução de uma parte das saídas de bebida, sendo as saídas obstruídas parcialmente ou inteiramente fechadas.

[0017] Portanto, a unidade de extração da presente invenção pode ser configurada para permitir uma alteração nas condições de fluxo e pressão da extração de bebida, de modo que o resultado da extração pode ser melhor controlado e se torna menos dependente das condições de fluxo e pressão ditadas pela cápsula. A variabilidade da pressão é consequentemente reduzida.

[0018] O fluxo pode ser reduzido por uma superfície ou superfícies de restrição de fluxo colocada(s) próxima(s) de ao menos algumas das saídas de bebida reduzindo, assim, o fluxo que sai das saídas de bebida. A alteração das condições de fluxo e pressão permanece relativamente simples e barata já que a invenção pode ser implementada em dispositivos de extração existentes sem alterar o princípio de extração de bebida.

[0019] O membro de restrição de fluxo pode ser relativamente móvel em relação à placa de extração entre uma posição de escoamento padrão em que essencialmente todas as saídas de bebida estão abertas e ao menos uma posição de escoamento reduzido em que o membro de restrição de fluxo seletivamente obstrui uma parte das saídas de bebida.

[0020] O membro de restrição de fluxo pode ser mantido imóvel relativamente à placa de extração durante todo o processo de extração de uma cápsula na câmara de extração fechada. Alternativamente, o membro de restrição pode ser movido relativamente à placa de extração durante o processo de extração, por exemplo o membro de impedindo ou substancialmente inibindo um escoamento de bebida a partir das saídas de bebida durante uma fase de pré-umedecimento inicial do ingrediente na cápsula e então o membro de restrição é movido para uma posição na qual a bebida é deixada fluir através de ao menos parte das saídas de bebida da placa de extração.

[0021] Portanto, uma vantagem que pode ser obtida é que as condições de pressão podem ser alteradas consequentemente por uma disposição móvel relativa simples na parte de extração. Como resultado, a pressão pode ser aumentada, mas, ao mesmo tempo, a variabilidade na pressão pode ser reduzida pelo membro de restrição de fluxo que adota uma posição de escoamento reduzido.

[0022] A placa de extração pode incluir uma pluralidade de elementos elevados configurados para fornecer orifícios na membrana de saída. Por exemplo, os orifícios são fornecidos na membrana de saída: - antes da injeção de água na câmara de extração; e/ou são - por aumento da pressão na cápsula causado por injeção de água, por exemplo em uma pressão de entrada na cápsula na faixa de 5 a 20 bar, como 8 a 15 bar, para empurrar a membrana de saída contra a pluralidade de elementos elevados.

[0023] Se e quando a pressão na entrada da cápsula está na faixa de 5 a 20 bar, a pressão na membrana de saída da cápsula pode ser obviamente mais baixa, e ainda mais baixa quando a membrana está aberta.

[0024] A parte de extração pode ser desprovida de qualquer elemento de perfuração e/ou corte para perfurar e/ou cortar a membrana de saída. Por exemplo, os orifícios são pré-formados na membrana de saída: antes de alojar a cápsula na câmara de extração, por exemplo quando a cápsula é fabricada; e/ou mediante a ruptura e/ou quebra da membrana por elevação da pressão na cápsula por meio de injeção de água, por exemplo para abrir partes pré- enfraquecidas da membrana e/ou atuar um elemento de abertura de membrana compreendido dentro da cápsula.

[0025] Por exemplo, o membro de restrição de fluxo é disposto para ser móvel em relação a uma placa de extração que está substancialmente estacionária em relação à estrutura durante a extração, para reduzir o fluxo de bebida através da placa de extração por obstrução der uma parte das saídas de bebida.

[0026] O membro de restrição de fluxo pode também ser disposto para assumir ao menos duas posições de escoamento reduzido selecionáveis nas quais a área superficial de fluxo é reduzida em diferentes valores, por exemplo, a área superficial de fluxo em uma primeira posição reduzida é menor que em uma segunda posição de fluxo reduzido.

[0027] O membro de restrição de fluxo pode ser disposto para se mover entre a posição de escoamento padrão e as posições de escoamento reduzido, translacionalmente ou rotacionalmente ou traducionalmente e rotacionalmente, em relação à placa de extração. Por exemplo, a placa de extração permanece ao menos substancialmente estacionária em relação à estrutura durante a extração. Por exemplo, o membro de restrição de fluxo é relativamente móvel ao longo de uma direção linear perpendicular à membrana de saída da cápsula quando a cápsula está alojada na câmara de extração.

[0028] O membro de restrição de fluxo pode, por exemplo, ser formado como um êmbolo com uma placa de base compreendendo uma superfície de restrição de fluxo conectada a um eixo de acionamento. Tal disposição pode ser implementada na unidade de extração sem complexidade.

[0029] O membro de restrição de fluxo pode ser disposto para se mover em um movimento pivotante em relação à placa de extração, por exemplo, em torno de uma articulação ou ponto de pivô entre o membro de restrição de fluxo e a placa de extração ou entre o membro de restrição de fluxo e a parte de extração. Por exemplo, a articulação pode ser posicionada em alinhamento ou em paralelo e ser deslocada para a direção transversal da placa de extração. A articulação ou ponto de pivô pode também ser posicionada perpendicularmente à direção transversal da placa de extração.

[0030] O membro de restrição de fluxo pode ser disposto para alterar a posição relativa da área superficial de fluxo das saídas de bebida na placa de extração. Por exemplo, o membro de restrição de fluxo pode ser móvel de forma giratória entre: - uma primeira posição de escoamento padrão e uma segunda posição de escoamento padrão, sendo que as saídas de bebida na primeira e na segunda posições padrão têm substancialmente a mesma área superficial de fluxo, sendo que as saídas de bebida obstruídas na primeira posição de escoamento padrão são não idênticas às saídas de bebida obstruídas na segunda posição de escoamento padrão; e/ou - uma primeira posição de escoamento reduzido e uma segunda posição de escoamento reduzido, sendo que as saídas de bebida na primeira e na segunda posições de escoamento reduzido têm a mesma ou diferente área superficial têm a mesma área superficial de fluxo, sendo que as saídas de bebida obstruídas na primeira posição de escoamento reduzido são não idênticas às saídas de bebida obstruídas na segunda posição de escoamento reduzido.

[0031] Deve ser observado que a disposição do membro de restrição de fluxo para se mover em relação à placa de extração pode assumir muitas variações que podem ser escolhidas dependendo da disposição do dispositivo de extração como o espaço disponível e a orientação horizontal, vertical ou inclinada do dispositivo de extração. Por exemplo, o dispositivo de extração assume uma orientação horizontal das partes de injeção e de extração permitindo uma inserção do recipiente entre as partes pelo efeito de gravidade como descrito “nos documentos EP1859713B1, EP2205133B1 ou EP2608705B1. O dispositivo de extração pode também ser inclinado, como descrito no documento WO 2017/001644.

[0032] A placa de extração pode ser disposta para se mover em translação em relação ao membro de restrição de fluxo que permanece ao menos substancialmente estacionário em relação à estrutura durante a extração.

[0033] Em um modo, o membro de restrição de fluxo compreende ao menos uma superfície de restrição de fluxo contínua disposta para obstruir mais de uma saída de bebida de uma vez na posição de escoamento reduzido. A superfície de restrição de fluxo pode, por exemplo, assumir a forma de um disco total ou parcial.

[0034] Em um outro modo, o membro de restrição de fluxo compreende uma pluralidade de elementos de restrição de fluxo distintos; sendo cada um dos elementos de restrição de fluxo disposto para obstruir individualmente uma saída de bebida. A vantagem é assegurar uma obstrução mais eficiente das saídas de bebida e reduzir o risco de vazamento quando o fechamento total da saída de bebida é desejado.

[0035] O membro de restrição de fluxo pode incluir uma pluralidade de elementos de restrição de fluxo distintos formados como elementos elevados que se estendem de uma placa de base de, por exemplo, do êmbolo acima. Os elementos elevados podem ser formatados para engatar individualmente porções rebaixadas complementares formatadas da placa de extração na qual estão alojadas as saídas de bebida. Tal disposição pode oferecer uma resistência aumentada contra a pressão hidrostática e o vazamento.

[0036] Para melhorar a consistência de extração, a superfície de restrição de fluxo ou os elementos de restrição de fluxo distintos podem ser responsivos à pressão. Por exemplo, a superfície de restrição dos elementos de restrição de fluxo distintos é resilientemente montada, por exemplo, com uma mola, e/ou resilientemente deformada quando deformado quando comprimida contra a placa de extração durante a obstrução. Por exemplo, a superfície de restrição de fluxo ou os elementos de restrição de fluxo distintos podem incluir ou podem ser feitos de borracha (por exemplo, borracha de silicone EPDM) ou elastômeros termoplásticos ou plástico elástico macio.

[0037] Os elementos elevados podem ter comprimentos compressíveis variáveis e/ou serem resilientemente montados com resiliência variável. Comprimentos ou resiliência variáveis permitem variar o número de saídas de bebida obstruídas dependendo do nível de compressão dos elementos contra a placa de extração. Para obstruir menos saídas de bebida, apenas elementos montados mais longos ou mais duros são comprimidos e elementos montados mais curtos ou mais macios permanecem não comprimidos ou distantes das saídas. Para obstruir mais saídas de bebida, os elementos montados mais longos/mais duros e os elementos montados mais curtos e mais macios são comprimidos, mas os elementos montados mais longos/mais duros são, obviamente, mais comprimidos do que os elementos montados mais curtos/mais macios. Como resultado, diferentes posições de escoamento podem ser obtidas mediante a variação da posição do membro de restrição de fluxo em relação à placa de extração.

[0038] O dispositivo de extração pode compreender adicionalmente ao menos um membro de acionamento, por exemplo um pistão, conectado ao membro de restrição de fluxo e à placa de extração de modo a reduzir ou aumentar a área superficial de fluxo da placa de extração.

[0039] O membro de acionamento pode ser acionado por qualquer disposição de acionamento adequada funcionando em um princípio mecânico e/ou elétrico e/ou hidráulico. O elemento de acionamento pode ser acionado por um atuador de solenoide, um atuador hidráulico ou um motor elétrico, por exemplo um motor de passo. O membro de acionamento pode ser conectado ao membro de restrição de fluxo através de uma transmissão, por exemplo, uma transmissão por engrenagem e/ou uma transmissão por came e/ou uma transmissão por alavanca.

[0040] O elemento de acionamento pode operar o membro de restrição de fluxo independentemente da pressão na câmara de extração, por exemplo para obter um fluxo desejado como um fluxo constante.

[0041] O elemento de acionamento pode operar o membro de restrição de fluxo independentemente do fluxo de bebida fora da câmara de extração, por exemplo, para obter uma pressão desejada a pressão na câmara de extração, como uma pressão constante ou um perfil de pressão.

[0042] O elemento de acionamento pode operar o membro de restrição de fluxo para alcançar ao mesmo tempo uma pressão na câmara de extração em uma faixa de pressão desejável e um fluxo de bebida para fora da câmara de extração em uma faixa de fluxo desejada.

[0043] O elemento de acionamento pode ser disposto com meios de controle, por exemplo meios de conexão elétrica e/ou em comunicação, para serem controlados por uma unidade de controle da máquina de bebida ou por um dispositivo de controle remoto (por exemplo um computador móvel).

[0044] Um outro aspecto da invenção se refere a uma máquina de bebida que inclui uma unidade de extração de bebida como descrito acima. A máquina inclui: uma bomba para fornecer água à unidade de extração; uma unidade de controle configurada para controlar um movimento relativo do membro de restrição de fluxo, por exemplo através de um, ou o dito membro de acionamento, entre a posição de escoamento padrão e posição de escoamento reduzido; e opcionalmente um condicionador térmico, como um aquecedor e/ou um resfriador, por exemplo, um aquecedor de fluxo e/ou um resfriador de fluxo, para termicamente condicionar a água fornecida pela bomba à unidade de extração.

[0045] A unidade de controle pode ser configurada para manter o membro de restrição de fluxo e a placa de extração relativamente estacionários durante toda uma extração de bebida a partir de uma cápsula na câmara de extração.

[0046] A unidade de controle pode ser configurada para variar as posições relativas do membro de restrição de fluxo e da placa de extração durante uma extração de bebida a partir de uma cápsula na câmara de extração.

[0047] A máquina pode ser configurada para manter o membro de restrição de fluxo e a placa de extração relativamente estacionários durante toda uma extração de bebida a partir de uma cápsula de um primeiro tipo e para alterar as posições relativas do membro de restrição de fluxo e da placa de extração durante uma extração de bebida a partir de uma cápsula de um segundo tipo.

[0048] Um outro aspecto da invenção se refere ao uso de uma cápsula para: tal máquina de bebida.

[0049] A pressão é tipicamente medida a jusante de uma bomba e a montante da entrada de água, por exemplo na linha de fluído entre a entrada de água e a bomba. A pressão na câmara de extração ou na cápsula pode possivelmente ser reduzida em comparação com tal pressão medida pela presença de uma válvula de verificação, por exemplo na entrada de água da parte de injeção, e/ou por restrições fornecidas na entrada de água da parte de injeção ou por elementos de perfuração engatados na parede de entrada da cápsula e/ou pelo ingrediente na cápsula e/ou outros obstáculos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0050] A Figura 1 é uma vista plana frontal da unidade de extração de acordo com uma modalidade da invenção;

[0051] A Figura 2 é uma vista em seção transversal ao longo do plano A-A da Figura 1 da unidade de extração mostrada na presente invenção, sendo que a unidade de extração está em uma posição fechada com uma cápsula;

[0052] A Figura 3 é uma vista em seção transversal ao longo do plano A-A da Figura 1 da unidade de extração mostrada na presente invenção, sendo que a unidade de extração está em uma posição aberta com uma cápsula;

[0053] A Figura 4 é uma vista ampliada de uma parte da unidade de extração como ilustrado na Figura 3 (a parte de injeção parte e as cápsulas sendo notadamente omitidas), sendo que o membro de restrição de fluxo está em uma posição de escoamento padrão; é uma vista ampliada de parte da unidade de extração como ilustrado na Figura 3 (a parte de injeção e as cápsulas sendo notadamente omitidas), sendo que o fluxo restrição de fluxo está em uma posição de escoamento reduzido;

[0054] As Figuras 6 a 9 são vistas em perspectiva diferentes de um primeiro exemplo de um membro de restrição de fluxo com uma superfície de restrição de fluxo contínua;

[0055] As Figuras 10 a 12 são vistas diferentes de um segundo exemplo de um membro de restrição de fluxo, sendo o membro dotado de elementos de restrição de fluxo distintos;

[0056] A Figura 13 é uma vista lateral da combinação do membro de restrição de fluxo das Figuras 10 a 12 e da placa de extração em uma posição de fluxo padrão;

[0057] A Figura 14 é uma vista frontal da placa de extração da Figura 13;

[0058] A Figura 15 é uma vista em perspectiva da combinação do membro de restrição de fluxo das Figuras 10 a 12 e da placa de extração em uma posição de fluxo padrão;

[0059] A Figura 16 mostra uma vista em perspectiva da combinação do membro de restrição de fluxo das Figuras 10 a 12 e da placa de extração em uma posição de escoamento reduzido;

[0060] As Figuras 17 a 19 são vistas de um terceiro exemplo de um membro de restrição de fluxo com uma superfície de restrição de fluxo contínua;

[0061] A Figura 20 ilustra, parcialmente esquematicamente, uma máquina de bebidas que inclui a unidade de extração mostrada na Figura 1;

[0062] As Figuras 21 a 23 ilusttam um quarto exemplo de um membro de restrição de fluxo que opera em rotação; e

[0063] A Figura 24 mostra uma cápsula trocável com uma pluralidade de orifícios após a extração na máquina de bebidas da Figura 20. DESCRIÇÃO DETALHADA DOS MODOS PREFERENCIAIS:

[0064] A unidade de extração exemplificadora 1 de acordo com a presente invenção é descrita de maneira geral em relação às Figuras 1 a 3. A unidade 1 é disposta para receber uma cápsula trocável 2 contendo ingredientes porcionados como café torrado e moído.

[0065] No presente exemplo, a cápsula 2 é uma cápsula de ingrediente de bebida com um copo relativamente rígido fechado por uma membrana de saída flexível. Em possíveis variantes, a unidade de extração poderia também ser configurada para receber uma cápsula formada como um receptáculo ou sachê flexível. Um receptáculo seria genericamente formado de paredes flexíveis. Um exemplo de cápsula trocável 2 compreende uma parede de entrada de líquido 3, flange circunferencial 4 e uma membrana de saída de bebida

5. A cápsula pode conter uma dose de café torrado e moído. À membrana de saída de bebida 5 não é permeável a líquidos e precisa ser perfurada, cortada e/ou rasgada para permitir que o extrato de bebida passe através da mesma. A membrana de saída de bebida pode ser formada de alumínio ou um laminado de papel-polímero, papel-alumínio ou alumínio-polímero-papel. Uma cápsula de bebida pode compreender um corpo em formato de bojo que forma a parede de entrada de líquido 3 e o flange 4 no qual a membrana de saída de bebida 5 é soldada. Por exemplo, a membrana de saída pode ter 30 a 50 um de espessura, de preferência cerca de 40 um de espessura (a espessura é determinada aqui sem considerar um possível padrão de gofragem). Um receptáculo pode compreender duas paredes flexíveis vedadas em um flange. O receptáculo pode ser simétrico ao longo do plano do flange, fornecendo assim a possibilidade de extrair a bebida de qualquer uma das duas paredes. Portanto, uma parede forma a parede de entrada e a outra parede forma a membrana de saída de bebida, dependendo da orientação do receptáculo na unidade de extração de bebida.

[0066] A unidade de extração compreende uma estrutura 6, uma parte de injeção 7 e uma parte de extração 20.

[0067] Como ilustrado nas Figuras 2 e 3, parte de injeção 7 é disposta para acomodar a parede de entrada de líquido 3 da cápsula e para fornecer água em uma câmara de extração 8 quando a unidade de extração de bebida é fechada. A parte de injeção 7 compreende ao menos uma entrada de água 9 para injeção de água. A parte de injeção pode, em geral, incluir uma gaiola 10 que forma uma cavidade para receber a parede de entrada de líquido e pode incorporar membros de perfuração 11 para perfurar a parede de entrada de líquido 3 da cápsula 2. Os membros de perfuração 11 podem ser lâminas ou agulhas que se projetam a partir do fundo da cavidade da gaiola 10. Na extremidade frontal da gaiola 10 pode ser fornecida uma borda de prensagem circunferencial 12 para fechar a câmara de extração 8 no flange 4 da cápsula e pressionar o flange contra a parte de extração 20. A câmara de extração 8 pode ser delimitada pela cavidade da gaiola 10 da parte de injeção 7 até borda de prensagem

12. A unidade de extração 1 tipicamente inclui uma linha de água 15 para fornecer água à entrada de água 9. Um aquecedor de água 16 pode ser fornecido à unidade de extração para aquecer a água até uma temperatura adequada para a extração do ingrediente de bebida da cápsula 2. A parte de injeção 7 da unidade 1 pode ser fornecida com uma cavidade adaptada para cápsulas tendo um flange de um determinado diâmetro. O diâmetro do flange determina, em geral, a compatibilidade da cápsula que é pressionada pela parte de injeção contra a parte de extração. No entanto, a parte de injeção pode também ser disposta de uma maneira expansível para adaptar a câmara de extração a cápsulas de diferentes diâmetros e/ou comprimentos — como descrito nos documentos EP2906092, EP2906093 ou EP2908706.

[0068] Nessa modalidade, a parte de extração 7 pode ser montada de maneira estática ou levemente móvel em relação à estrutura 6, sendo que a parte de extração 20 é montada de uma maneira móvel como para se mover entre uma posição aberta (Figura 3) e uma posição fechada (Figura 2) na qual a câmara de extração 8 é formada. A parte de extração 20 pode ser lateralmente guiada na estrutura 6, como por trilhos de guia 75 e similares. A parte de extração 20 pode ser acionada entre as posições aberta e fechada por um conjunto de acionamento motorizado ou manual 17. Em uma variante possível, a parte de injeção 7 pode ser montada de uma maneira móvel em relação à estrutura 6 e a parte de extração 20 pode ser feita montada estacionária em relação à estrutura.

[0069] Na posição aberta, a parte de injeção 7 está distante da parte de injeção 20 para permitir que a cápsula 2 seja inserida na unidade de extração em uma passagem de inserção 40 (Figura 3). Para isso, a parte de extração 20 pode incluir ou ser associada com um deslizador 19 (por exemplo dois sulcos deslizantes laterais). Como evidente na Figura 4, a parte de extração pode compreender ou estar associada com uma abertura 80 que tem um formato correspondente à cápsula para permitir que uma cápsula 2 seja inserida no deslizador 19 e passar ao longo da passagem 40. A parte de extração pode compreender adicionalmente ou estar associada com meios de bloqueio 81, por exemplo, como meios de bloqueio posicionados em ou no deslizador 19 para interromper a cápsula na passagem 40 quando a unidade de extração 1 está na posição aberta como ilustrado na Figura 3, permitindo, assim, que a parte de extração e a parte de injeção sejam relativamente movidas juntas e alojem a cápsula quando elas estão na posição fechada (Figura 2). Outras disposições de manuseio da cápsula podem também ser usados. Quase qualquer disposição de carregamento ou descarregamento de cápsula disposição pode ser usada para implementar a invenção.

[0070] A parte de extração 20 inclui uma placa de extração 21 que é configurada para fazer a interface com a membrana de saída de bebida da cápsula na posição fechada da unidade de extração. À placa de extração pode ser disposta de tal maneira que a membrana de saída esteja em contato com a placa de extração quando a cápsula está posicionada no lugar com a unidade de extração em posição fechada da parte de injeção e da parte de extração (Figuras 2 e 20). A parte de extração tem saídas de bebida 22 para drenar o extrato de bebida líquido que sai da cápsula durante a extração. As saídas de bebida 22 podem ser fornecidas através da placa de extração 21.

[0071] Como mostrado na Figura 14, o número de saídas de bebida 22 e suas dimensões podem variar. Em um modo preferencial, o número de saídas é de cerca de 10 a 30, como 15 ou 20 a 25, por exemplo, 24, e seu diâmetro está na faixa de cerca de 0,1 a 1 mm, como 0,3 a 0,8 mm, por exemplo, 0,4 a 0,6 mm. O diâmetro é pequeno o suficiente de modo que as saídas, possivelmente em colaboração com a membrana 5 aberta ou fechada da cápsula, filtram as partículas de café para ao menos substancialmente impedir que tais partículas passem da câmara 8 através da placa de extração 21.

[0072] Como ilustrado nas Figuras 3 e 20, a parte de extração 20 pode ser associada com um guia de direcionamento de bebida 18 a jusante da placa de extração 21 para direcionar o extrato de bebida a partir das saídas de bebida 22, por exemplo através de um coletor 25 com uma saída 24 de parte de extração 20. O guia de direcionamento pode ser usado para dispensar a bebida em um recipiente de bebida (Figura 20), como para um copo ou uma caneca, e para resíduos coletados (Figura 3), por exemplo em um coletor de resíduos associado com a unidade de extração 1, por exemplo no interior da máquina 100. O guia de direcionamento 18 pode compreender, em uma extremidade, uma saída para dispensação para direcionar o extrato de bebida para o recipiente, como ilustrado na Figura 20, e em uma extremidade oposta uma borda de drenagem para guiar resíduos a partir das saídas 22 para um coletor de resíduos, como ilustrado na Figura 3. O guia de direcionamento 18 pode ser pivotante entre uma posição de dispensação de bebida na qual líquido recebido no guia 18 é passado para a saída de dispensação do guia e uma posição de coleta de resíduo na qual líquido recebido no guia 18 é passado para a borda de drenagem do guia (Figuras 3 e 20). O guia de direcionamento 18 e/ou, quando presente, o coletor 25 pode compreender características adicionais como um extrator de vapor, divisores de fluxo, coletores adicionais, distribuidor e/ou quebradores de espuma.

[0073] A placa de extração 21 pode incluir uma pluralidade de elementos elevados ou em relevo 26 que são configurados para abrir a membrana de saída da cápsula 5 pela formação de orifícios na mesma. Por exemplo, o número e o formato dos elementos elevados são determinados para perfuração, por exemplo, ruptura e/ou corte, da membrana de saída da cápsula. Os orifícios 91 podem ser fornecidos por elementos 26 na membrana de saída: antes da injeção de água na câmara de extração 8, por exemplo quando a parte de extração 20 e a parte de injeção 7 são movidas relativamente juntas; e/ou por aumento da pressão na cápsula causado por injeção de água, por exemplo em uma pressão de entrada na cápsula na faixa de 5 a 20 bar, como 8 a bar, para empurrar a membrana de saída contra a pluralidade de elementos elevados 26.

[0074] A pressão também depende altamente da resistência à perfuração da membrana de saída e, assim, dos materiais e da espessura da membrana de saída.

[0075] A parte de extração pode ser desprovida de qualquer elemento de perfuração e/ou corte para perfurar e/ou cortar a membrana de saída, sendo que, opcionalmente, os orifícios são pré-

formados na membrana de saída: antes de alojar a cápsula na câmara de extração, por exemplo quando a cápsula é fabricada; e/ou são formados por ruptura e/ou quebra da membrana por aumento da pressão na cápsula por meio de injeção de água, por exemplo para abrir partes pré-enfraquecidas da membrana e/ou atuar um elemento de abertura de membrana compreendido dentro da cápsula.

[0076] A placa de extração pode ter uma porção de suporte periférica 41 sem elementos elevados 26 para suportar, quando presente, o flange da cápsula no lugar na unidade. A placa de extração é tipicamente genericamente em formato de disco, possivelmente equipado com partes de montagem que se projetam. À placa de extração pode ser uma parte transversalmente rígida, isto é, sem uma parte periférica em movimento axial e/ou parte central em movimento. Por exemplo, a placa de extração é feita de uma parte substancialmente monolítica.

[0077] A parte de extração 20 compreende um membro de restrição de fluxo 27 que é disposto de maneira móvel em relação à placa de extração 21. Portanto, o membro de restrição 27 ou a placa de extração ou ambos são móveis em relação à estrutura 6 quando o membro de restrição 27 é movido em relação à placa de extração 21.

[0078] O membro de restrição de fluxo pode ser usado para reduzir a área superficial de fluxo formada pela pluralidade de saídas de bebida 22 da placa de extração, mediante a obstrução de várias saídas de bebida para reduzir a área de fluxo de bebida através da placa de extração. O fluxo pode ser reduzido pelo fechamento parcial de certas ou todas as saídas de bebida e deixando outras totalmente abertas. O fluxo pode ser reduzido pelo fechamento completo de certas saídas de bebida e parcialmente fechando outras saídas de bebida e/ou deixando outras saídas de bebida desobstruídas.

[0079] Quando as saídas de bebida são obstruídas pela ação do membro de restrição de fluxo, uma contrapressão resultante é formada a montante da placa de extração.

[0080] Considerando as Figuras 3 e 4, o membro de restrição de fluxo 27 pode ser movido entre uma posição de redução de fluxo e uma posição livre ou padrão por um membro de acionamento 30. O membro de acionamento pode ser disposto para mover o membro de restrição em relação à placa de extração, por exemplo em uma direção translacional entre as duas posições. Para isso, o eixo de acionamento 77 do membro de restrição 27 pode ser guiado em translação ao longo de uma abertura de guia 42 da parte de extração, por exemplo uma parte frontal da mesma. O membro de acionamento 30 pode ser acionado por um atuador solenoide, um atuador hidráulico e/ou um motor elétrico, por exemplo um motor elétrico de passo, que pode ser conectado a um eixo de acionamento 77 da placa de base 28 do membro de restrição ou ser conectado diretamente à placa de base. Por exemplo, um pistão hidráulico pode ser atuado pela bomba de água da máquina de bebida por meio de uma linha de fluido que é independente da injeção de água para a parte de injeção.

[0081] Na posição livre ou padrão ilustrada na Figura 4, o membro de restrição 27 é movido para longe da placa de extração e todas as saídas de bebida 22 são deixadas abertas. Uma distância de vários milímetros pode ser mantida entre as saídas 22 e o membro de restrição 27 para evitar uma redução da área superficial de fluxo das saídas de bebida 22.

[0082] Na posição de redução de fluxo ilustrada na Figura 5, o membro de restrição de fluxo 27 é engatado em contato com a placa de extração 21 para reduzir o fluxo de bebida através da placa de extração 21. A posição pode ser obtida pelo funcionamento do membro de acionamento 30 para mover o membro de restrição 27 contra a placa de extração 21 até que um contato próximo seja estabelecido. O membro de restrição 27 pode ter uma superfície de restrição de fluxo 43 que aplica uma força de fechamento na parte posterior da placa de extração suficiente para resistir à pressão do fluido durante a extração e para manter as saídas de bebida obstruídas.

[0083] As Figuras 6 a 9 representam um membro de restrição de fluxo 27A com uma superfície de restrição contínua 43 que é menor do que a superfície de cobertura das saídas de bebida na placa de extração. A placa de base 28 do membro de restrição pode ter o formato de um disco parcial delimitando um recorte 45. A superfície de restrição de fluxo 43 pode obstruir um número determinado de saídas de bebida, enquanto o recorte é delimitado para deixar uma ou várias saídas de bebida não restritas 2/70 abertas como mostrado nas Figuras 5 aberta e 12. Portanto, durante a extração, o fluxo de bebida é forçado a sair através das saídas de bebida não restritas 270. Por exemplo, o membro de restrição pode ser projetado para obstruir a maioria das saídas de bebida, por exemplo 2/3 ou mais do número total de saídas, por exemplo 18 ou 20 das 24 saídas.

[0084] O membro de restrição de fluxo 27A pode ser móvel de forma giratória entre: - uma primeira posição de escoamento padrão e uma segunda posição de escoamento padrão, sendo que as saídas de bebida na primeira e na segunda posições de escoamento padrão têm a mesma ou ao menos substancialmente a mesma área superficial de fluxo, sendo que as saídas de bebida obstruídas na primeira posição de escoamento padrão são não idênticas às saídas de bebida obstruídas na segunda posição de escoamento padrão; e/ou - uma primeira posição de escoamento reduzido e uma segunda posição de escoamento reduzido, sendo que as saídas de bebida na primeira e na segunda posições de escoamento reduzido têm a mesma ou diferente área superficial têm a mesma área superficial de fluxo, sendo que as saídas de bebida obstruídas na primeira posição de escoamento reduzido são não idênticas às saídas de bebida obstruídas na segunda posição de escoamento reduzido.

[0085] Como ilustrado nas Figuras 21 a 23, o membro de restrição de fluxo 27A pode ser movido na direção giratória R para deslocar a posição angular do recorte 45 em relação à placa de extração e, consequentemente, mover a posição das saídas não restritas 270 através das quais a bebida pode fluir. A posição do recorte 45 pode ser movida a partir de um ângulo compreendido, por exemplo, entre O e 180 graus. Na Figura 21, a posição do membro de restrição de fluxo é, por referência, vista no grau 0. Em tal posição, o recorte está na posição mais baixa e as saídas 270 abertas na placa de extração são posicionadas na metade inferior da placa de extração. Na Figura 22, o membro de restrição de fluxo foi girado em 90 graus em sentido horário em relação à posição de referência. O recorte está na posição mediana e as saídas de bebida 270 abertas são distribuídas igualmente abaixo e acima da linha mediana da placa de extração. Na Figura 23, o membro de restrição de fluxo foi girado em 180 graus no sentido horário em relação à posição de referência e o recorte é a posição mais alta com as saídas 270 abertas sendo posicionadas na metade superior da placa de extração. Portanto, a posição das áreas superficiais de fluxo das saídas de bebida pode ser variada enquanto mantém o valor da área relativamente constante. A alteração da posição da área superficial de fluxo em relação à placa de extração pode ser importante para variar as condições de extração como o rendimento de extração de café, a qualidade do creme ou outros parâmetros. Em particular, uma posição mais baixa da superfície de abertura como a da Figura 21 pode ser vantajosa para melhorar o creme de café e/ou diminuir o rendimento de extração em comparação com uma posição mais elevada (Figuras 22 ou 23).

[0086] Obviamente, o membro de restrição de fluxo 27A pode ser movido em qualquer valor angular possível na faixa de O a 360 graus. A rotação pode também possivelmente ser controlada em direção oposta à direção R. A superfície do recorte pode também ser variada a fim de aumentar o número de saídas abertas ou, pelo contrário, diminuir o número de saídas. Por exemplo, a placa de base pode incluir uma primeira porção de um disco e uma segunda porção do disco que delimita o recorte. Deve-se também notar que o membro de restrição de fluxo 27A poderia permanecer estacionário (em relação à estrutura) e a placa de extração 21 poderia ser movida em rotação em relação ao membro de restrição de fluxo 27A. Em uma outra alternativa, os dois elementos 27A, 21 poderiam ser ambos movidos em rotação um em relação ao outro e à estrutura.

[0087] Em um modo em que a placa de extração é orientada verticalmente como ilustrado na Figura 5, o membro de restrição 27 pode ser disposto para obstruir as saídas de bebida superiores 271 e deixar as saídas de bebida inferiores 270 não obstruídas. As saídas de bebida superiores 271 são tipicamente as posicionadas acima de um plano horizontal B atravessando a placa de extração. O plano horizontal pode estar situado entre os 1/4 e os 3/4, com mais preferência entre os 1/3 e os 2/3, da altura vertical da placa de extração. A vantagem é que as trajetórias preferenciais da água, que ocorrem naturalmente através do leito de café na parte superior da cápsula (quando ela é posicionada horizontalmente na unidade) podem ser mais adequadamente evitadas e uma extração mais eficiente de café pode ser obtida.

[0088] As Figuras 10 a 16 mostram um membro de restrição de fluxo 27B que tem uma pluralidade de elementos de restrição de fluxo 46 distintos. Cada um dos elementos de restrição de fluxo pode ser disposto para obstruir individualmente o fluxo de uma saída de bebida. Por exemplo, os elementos de restrição de fluxo são formados de elementos protuberantes que se estendem a partir da placa de base 28 na frente do membro de restrição. Os elementos de restrição de fluxo podem ser formatados para engatar porções rebaixadas complementares formatadas 47 da placa de extração levando a saídas de bebida 22 (Figura 15). As porções rebaixadas podem se ampliar para fora para facilitar a centralização dos elementos de restrição de fluxo. Os elementos de restrição de fluxo podem ser formatados para obstruir as saídas 22 em uma maneira resistente à pressão e impermeável a líquidos. Alternativamente, os elementos de restrição de fluxo podem parcialmente fechar as saídas inibindo, assim, o fluxo através das mesmas.

[0089] Os elementos de restrição de fluxo distintos podem ser responsivos à pressão. Por exemplo, os elementos 46 podem ser feitos de material elasticamente deformável como borracha (por exemplo, silicone, EPDM), TPA ou polímero macio. Alternativamente, os elementos podem ser resilientemente montados.

[0090] As Figuras 17 e 18 mostram um membro de restrição de fluxo 27C com uma superfície de restrição 43 contínua. A superfície de restrição pode ser dimensionada para cobrir todas as saídas de bebida da placa de extração na posição de redução de fluxo como representado na Figura 8. A superfície de restrição pode permanecer a uma distância mínima das saídas de bebida, por exemplo cerca de 0,05 mm e, para assegurar um pequeno vão 44 para a passagem do fluxo de bebida entre a placa de extração e o membro de restrição. À área superficial de fluxo resultante deste vão é menor que a área superficial total das saídas de bebida, de modo que uma significativa contrapressão e redução de fluxo seja obtida.

[0091] No modo das Figuras 17 e 18, o membro de restrição de fluxo pode também ser movido para estar em posição limítrofe contra a superfície da placa de extração de modo a assegurar que a superfície de restrição de fluxo 43 feche todas as saídas de bebida 22. Tal posição de fechamento total pode ser selecionada como para operar um pré-umedecimento dos ingredientes na cápsula e ser mantida por alguns segundos, por exemplo. Então, o membro de restrição de fluxo pode ser afastado da placa de extração para deixar toda a bebida aberta e sem obstáculos.

[0092] Como ilustrado na Figura 20, a máquina de bebidas 100 inclui a unidade de extração 1. A máquina de bebida genericamente compreende uma bomba 34 para fornecer água para a unidade de extração e uma unidade de controle 35 configurada para controlar o movimento relativo do membro de restrição de fluxo (27, 27A, 27B, 27C), por exemplo, através do membro de acionamento 30 que move o membro de perfuração entre as duas ou mais posições. A máquina de bebida pode também compreender um tanque de água 36 para fornecer à bomba 34 água através de uma linha fluídica 37. A máquina pode incluir um condicionador térmico, como um aquecedor e/ou um resfriador, por exemplo, um aquecedor de fluxo e/ou um resfriador de fluxo, para termicamente condicionar a água fornecida pela bomba 34 à unidade de extração. A máquina pode compreender um sensor de fluxo de água 76 para medir a vazão de água fornecida à parte de injeção da unidade de extração. A taxa de fluxo medida pode ser usada para medir o volume de água alimentada durante uma determinada porção de bebida e parar a bomba quando o volume desejado é atingido (uUM volume necessário para um ristretto, café expresso, lungo ou americano, ou um volume definido pelo usuário) e/ou para controlar a ação da bomba durante a operação pela unidade de controle (controle de loop da bomba).

[0093] A máquina de bebida 100 pode compreender um seletor de modo 38 para selecionar a pressão e/ou a taxa de fluxo da unidade de extração. O seletor de modo 38 pode, por exemplo, compreender botões físicos ou virtuais em uma interface de usuário. O seletor de modo também poderia ser disposto a uma distância da máquina de café como em interface de usuário remota, por exemplo um smartphone e similares. O seletor de modo pode incluir pelo menos um modo de pressão alta ou de extração de escoamento reduzido em que a unidade de controle opera a bomba para fornecer água para a unidade de extração enquanto mantém o membro de restrição de fluxo na posição retraída como na Figura 5.

[0094] A máquina de bebida pode compreender adicionalmente um motor elétrico 39 para atuar automaticamente o conjunto de acionamento 17 da unidade de extração entre as posições aberta e fechada da parte de injeção em relação à parte de extração. O motor 39 é genericamente operado pela unidade de controle 35 após uma seleção no seletor de modo 38 ter sido feita pelo usuário.

[0095] A unidade de controle 35 é disposta para controlar o membro de acionamento 30 dependendo do modo de extração selecionado no seletor de modo. No modo de extração de fluxo reduzido, a unidade de controle atua o membro de acionamento 30 para posicionar o membro de restrição de fluxo em uma posição de redução de fluxo. A variabilidade na pressão de extração é vantajosamente reduzida. Em modo de extração padrão, a unidade de controle atua o membro de acionamento 30 na direção reversa para posicionar o membro de restrição de fluxo em uma posição de fluxo livre (isto é, posição de escoamento padrão) ou para mantê-lo na posição de fluxo livre, isto é, o membro de restrição de fluxo estando afastado da placa de extração. A seleção entre as duas posições pode ser determinada como função do tipo de cápsula, por exemplo características de mistura de café, inserido na unidade de extração.

Essa seleção pode ser automática como mediante o reconhecimento (por exemplo da cor, código de barras, metal, etiqueta, etc.) do tipo de cápsula.

[0096] Naturalmente, a máquina 100 pode ser configurada para mais de dois modos de extração pelo posicionamento adequado de um membro de restrição de fluxo adequado.

[0097] A unidade de controle 35 pode ser configurada para manter o membro de restrição de fluxo 27, 27A, 27B, 27C e a placa de extração 21 relativamente estacionários durante toda uma extração de bebida a partir de uma cápsula 2 na câmara de extração 8; e/ou variar as posições relativas do membro de restrição de fluxo e a placa de extração durante uma extração de bebida a partir de uma cápsula na câmara de extração (por exemplo para fornecer uma molhagem etapa no Início da extração). A máquina pode ser configurada para manter o membro de restrição de fluxo e a placa de extração relativamente estacionários durante toda uma extração de bebida a partir de uma cápsula de um primeiro tipo e para alterar as posições relativas do membro de restrição de fluxo e da placa de extração durante uma extração de bebida a partir de uma cápsula de um segundo tipo.

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "UNIDADE DE EXTRAÇÃO DE BEBIDAS COM OBSTRUTOR DE ESCOAMENTO MÓVEL".

CAMPO DA INVENÇÃO

ANTECEDENTES

[0006] O documento EPO870457 se refere a uma unidade de extração similar à documento EPO0512470, mas adaptada para um sachê impermeável fechado, que contém substância de café como descrito no documento EPO602203. O dispositivo compreende um membro superior que compreende meios destinados para perfurar a superfície superior do sachê e permitir a introdução de água no sachê, um membro inferior que tem um receptáculo para a acomodação da cápsula e porções elevadas e ocas; sendo que a superfície de extração do sachê é estirada progressivamente e localmente contra as porções elevadas e ocas; sendo que a superfície de extração se rompe em múltiplos locais de acordo com uma trajetória que é predeterminada pela localização das porções elevadas e ocas e onde atinge sua tensão de ruptura, para permitir o fluxo do líquido após a extração. A porção inferior compreende, em geral, aberturas de fluxo para permitir que a bebida flua através das mesmas. As porções elevadas e ocas são, de preferência, sob a forma de pirâmides truncadas separadas por uma rede de canais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0038] O dispositirto de extração pode compreender adicionalmente ao menos um membro de acionamento, por exemplo um pistão, conectado ao membro de restrição de fluxo e à placa de extração de modo a reduzir ou aumentar a área superficial de fluxo da placa de extração.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0057] A Figura 14 é uma vista frontal da placa de extração da Figura 13;

[0063] A Figura 24 mostra uma cápsula trocável com uma pluralidade de orifícios após a extração na máquina de bebidas da Figura 20.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS MODOS PREFERENCIAIS:

[0065] No presente exemplo, a cápsula 2 é uma cápsula de ingrediente de bebida com um copo relativamente rígido fechado por uma membrana de saída flexível. Em possíveis variantes, a unidade de extração poderia também ser configurada para receber uma cápsula formada como um receptáculo ou sachê flexível! Um receptáculo seria genericamente formado de paredes flexíveis. Um exemplo de cápsula trocável 2 compreende uma parede de entrada de líquido 3, flange circunferencial 4 e uma membrana de saída de bebida

5. A cápsula pode conter uma dose de café torrado e moído. À membrana de saída de bebida 5 não é permeável a líquidos e precisa ser perfurada, cortada e/ou rasgada para permitir que o extrato de bebida passe através da mesma. A membrana de saída de bebida pode ser formada de alumínio ou um laminado de papel-polímero, papel- alumínio ou alumínio-polímero-papel. Uma cápsula de bebida pode compreender um corpo em formato de bojo que forma a parede de entrada de líquido 3 e o flange 4 no qual a membrana de saída de bebida 5 é soldada. Por exemplo, a membrana de saída pode ter 30 a 50 um de espessura, de preferência cerca de 40 um de espessura (a espessura é determinada aqui sem considerar um possível padrão de gofragem). Um receptáculo pode compreender duas paredes flexíveis vedadas em um flange. O receptáculo pode ser simétrico ao longo do plano do flange, fornecendo assim a possibilidade de extrair a bebida de qualquer uma das duas paredes. Portanto, uma parede forma a parede de entrada e a outra parede forma a membrana de saída de bebida, dependendo da orientação do receptáculo na unidade de extração de bebida.

[0070] A parte de extração 20 inclui uma placa de extração 21 que é configurada para fazer a interface com a membrana de saída de bebida da cápsula na posição fechada da unidade de extração. A placa de extração pode ser disposta de tal maneira que a membrana de saída esteja em contato com a placa de extração quando a cápsula está posicionada no lugar com a unidade de extração em posição fechada da parte de injeção e da parte de extração (Figuras 2 e 20). A parte de extração tem saídas de bebida 22 para drenar o extrato de bebida líquido que sai da cápsula durante a extração. As saídas de bebida 22 podem ser fornecidas através da placa de extração 21.

[0072] Como ilustrado nas Figuras 3 e 20, a parte de extração 20 pode ser associada com um guia de direcionamento de bebida 18 a jusante da placa de extração 21 para direcionar o extrato de bebida a partir das saídas de bebida 22, por exemplo através de um coletor 25 com uma saída 24 de parte de extração 20. O guia de direcionamento pode ser usado para dispensar a bebida em um recipiente de bebida (Figura 20), como para um copo ou uma caneca, e para resíduos coletados (Figura 3), por exemplo em um coletor de resíduos associado com a unidade de extração 1, por exemplo no interior da máquina 100. O guia de direcionamento 18 pode compreender, em uma extremidade, uma saída para dispensação para direcionar o extrato de bebida para o recipiente, como ilustrado na Figura 20, e em uma extremidade oposta uma borda de drenagem para guiar resíduos a partir das saídas 22 para um coletor de resíduos, como ilustrado na Figura 3. O guia de direcionamento 18 pode ser pivotante entre uma posição de dispensação de bebida na qual líquido recebido no guia 18 é passado para a saída de dispensação do guia e uma posição de coleta de resíduo na qual líquido recebido no guia 18 é passado para a borda de drenagem do guia (Figuras 3 e 20) O guia de direcionamento 18 e/ou, quando presente, o coletor 25 pode compreender características adicionais como um extrator de vapor, divisores de fluxo, coletores adicionais, distribuidor e/ou quebradores de espuma.

[0075] A parte de extração pode ser desprovida de qualquer elemento de perfuração e/ou corte para perfurar e/ou cortar a membrana de saída, sendo que, opcionalmente, os orifícios são pré- formados na membrana de saída: antes de alojar a cápsula na câmara de extração, por exemplo quando a cápsula é fabricada; e/ou são formados por ruptura e/ou quebra da membrana por aumento da pressão na cápsula por meio de injeção de água, por exemplo para abrir partes pré-enfraquecidas da membrana e/ou atuar um elemento de abertura de membrana compreendido dentro da cápsula.

[0083] As Figuras 6 a 9 representam um membro de restrição de fluxo 27A com uma superfície de restrição contínua 43 que é menor do que a superfície de cobertura das saídas de bebida na placa de extração. A placa de base 28 do membro de restrição pode ter o formato de um disco parcial delimitando um recorte 45. A superfície de restrição de fluxo 43 pode obstruir um número determinado de saídas de bebida, enquanto o recorte é delimitado para deixar uma ou várias saídas de bebida não restritas 270 abertas como mostrado nas Figuras 5 aberta e 12. Portanto, durante a extração, o fluxo de bebida é forçado a sair através das saídas de bebida não restritas 270. Por exemplo, o membro de restrição pode ser projetado para obstruir a maioria das saídas de bebida, por exemplo 2/3 ou mais do número total de saídas, por exemplo 18 ou 20 das 24 saídas.

[0085] Como ilustrado nas Figuras 21 a 23, o membro de restrição de fluxo 27A pode ser movido na direção giratória R para deslocar a posição angular do recorte 45 em relação à placa de extração e, consequentemente, mover a posição das saídas não restritas 270 através das quais a bebida pode fluir. A posição do recorte 45 pode ser movida a partir de um ângulo compreendido, por exemplo, entre O e 180 graus. Na Figura 21, a posição do membro de restrição de fluxo é, por referência, vista no grau 0. Em tal posição, o recorte está na posição mais baixa e as saídas 270 abertas na placa de extração são posicionadas na metade inferior da placa de extração. Na Figura 22, o membro de restrição de fluxo foi girado em 90 graus em sentido horário em relação à posição de referência. O recorte está na posição mediana e as saídas de bebida 2/0 abertas são distribuídas igualmente abaixo e acima da linha mediana da placa de extração. Na Figura 23, o membro de restrição de fluxo foi girado em 180 graus no sentido horário em relação à posição de referência e o recorte é a posição mais alta com as saídas 270 abertas sendo posicionadas na metade superior da placa de extração. Portanto, a posição das áreas superficiais de fluxo das saídas de bebida pode ser variada enquanto mantém o valor da área relativamente constante. A alteração da posição da área superficial de fluxo em relação à placa de extração pode ser importante para variar as condições de extração como o rendimento de extração de café, a qualidade do creme ou outros parâmetros. Em particular, uma posição mais baixa da superfície de abertura como a da Figura 21 pode ser vantajosa para melhorar o creme de café e/ou diminuir o rendimento de extração em comparação com uma posição mais elevada (Figuras 22 ou 23).

[0088] As Figuras 10 a 16 mostram um membro de restrição de fluxo 27B que tem uma pluralidade de elementos de restrição de fluxo

46 distintos. Cada um dos elementos de restrição de fluxo pode ser disposto para obstruir individualmente o fluxo de uma saída de bebida. Por exemplo, os elementos de restrição de fluxo são formados de elementos protuberantes que se estendem a partir da placa de base 28 na frente do membro de restrição. Os elementos de restrição de fluxo podem ser formatados para engatar porções rebaixadas complementares formatadas 47 da placa de extração levando a saídas de bebida 22 (Figura 15). As porções rebaixadas podem se ampliar para fora para facilitar a centralização dos elementos de restrição de fluxo. Os elementos de restrição de fluxo podem ser formatados para obstruir as saídas 22 em uma maneira resistente à pressão e impermeável a líquidos. Alternativamente, os elementos de restrição de fluxo podem parcialmente fechar as saídas inibindo, assim, o fluxo através das mesmas.

[0092] Como ilustrado na Figura 20, a máquina de bebidas 100 inclui a unidade de extração 1. A máquina de bebida genericamente compreende uma bomba 34 para fornecer água para a unidade de extração e uma unidade de controle 35 configurada para controlar o movimento relativo do membro de restrição de fluxo (27, 27A, 27B, 27C), por exemplo, através do membro de acionamento 30 que move o membro de perfuração entre as duas ou mais posições. A máquina de bebida pode também compreender um tanque de água 36 para fornecer à bomba 34 água através de uma linha fluídica 37. A máquina pode incluir um condicionador térmico, como um aquecedor e/ou um resfriador, por exemplo, um aquecedor de fluxo e/ou um resfriador de fluxo, para termicamente condicionar a água fornecida pela bomba 34 à unidade de extração. A máquina pode compreender um sensor de fluxo de água 76 para medir a vazão de água fornecida à parte de injeção da unidade de extração. A taxa de fluxo medida pode ser usada para medir o volume de água alimentada durante uma determinada porção de bebida e parar a bomba quando o volume desejado é atingido (um volume necessário para um ristretto, café expresso, lungo ou americano, ou um volume definido pelo usuário) e/ou para controlar a ação da bomba durante a operação pela unidade de controle (controle de loop da bomba).

[0095] A unidade de controle 35 é disposta para controlar o membro de acionamento 30 dependendo do modo de extração selecionado no seletor de modo. No modo de extração de fluxo reduzido, a unidade de controle atua o membro de acionamento 30 para posicionar o membro de restrição de fluxo em uma posição de redução de fluxo. A variabilidade na pressão de extração é vantajosamente reduzida. Em modo de extração padrão, a unidade de controle atua o membro de acionamento 30 na direção reversa para posicionar o membro de restrição de fluxo em uma posição de fluxo livre (isto é, posição de escoamento padrão) ou para mantê-lo na posição de fluxo livre, isto é, o membro de restrição de fluxo estando afastado da placa de extração. A seleção entre as duas posições pode ser determinada como função do tipo de cápsula, por exemplo características de mistura de café, inserido na unidade de extração. Essa seleção pode ser automática como mediante o reconhecimento (por exemplo da cor, código de barras, metal, etiqueta, etc.) do tipo de cápsula.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Unidade de extração de bebida (1) para extração de uma bebida a partir de uma cápsula trocável (2) que contém um ingrediente de bebida e que compreende uma parede de entrada de líquido (3), uma membrana de saída de bebida (5) e opcionalmente um flange circunferencial (4), como um flange (4) ao e/ou no qual a membrana (5) é vedada, sendo que a unidade compreende: - uma estrutura (6); - uma parte de injeção (7) para acomodar a parede de entrada de líquido (3) da cápsula e que compreende ao menos uma saída de água (9) para injeção de água na cápsula; e - uma parte de extração (20) que delimita com a parte de injeção (7) uma câmara de extração (8) na qual a cápsula (2) é alojada durante a extração, sendo a parte de extração (20) e a parte de injeção (7) relativamente móveis para abrir e fechar a câmara de extração, opcionalmente ao dito flange da cápsula, sendo que a cápsula é inserível e/ou removível a partir da câmara de extração aberta e sendo que a cápsula é extraível quando alojada na câmara de extração fechada, a parte de extração (20) que compreende uma placa de extração (21) que tem uma pluralidade de saídas de bebida (9) para permitir que a bebida flua através da placa de extração (21), caracterizada por a parte de extração (20) compreender adicionalmente um membro de restrição de fluxo (27, 27A, 27B, 27C) disposto em relação à placa de extração (21) de uma maneira móvel entre uma posição de escoamento padrão e uma posição de escoamento reduzido na qual a área superficial de fluxo das saídas de bebida é reduzida em comparação com a posição de escoamento padrão por obstrução de uma parte das saídas de bebida, sendo as saídas obstruídas parcialmente ou inteiramente fechadas.

2. Unidade de extração de bebida de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a placa de extração (21) compreender uma pluralidade de elementos elevados (26) configurados para fornecer orifícios (91) na membrana de saída, sendo os orifícios (91) opcionalmente fornecidos na membrana de saída pelos elementos (26): - antes da injeção de água na câmara de extração; e/ou - por aumento da pressão na cápsula causado por injeção de água, por exemplo em uma pressão de entrada na cápsula na faixa de 5 a 20 bar, como 8 a 15 bar, para empurrar a membrana de saída contra a pluralidade de elementos elevados (26).

3. Unidade de extração de bebida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a parte de extração ser desprovida de qualquer elemento de perfuração e/ou corte para perfurar e/ou cortar a membrana de saída, sendo, opcionalmente, os orifícios pré- formados na membrana de saída: - antes de alojar a cápsula na câmara de extração, por exemplo quando a cápsula é fabricada; e/ou - sendo formados por ruptura e/ou quebra da membrana por aumento da pressão na cápsula por meio de injeção de água, por exemplo para abrir partes pré-enfraquecidas da membrana e/ou atuar um elemento de abertura de membrana compreendido dentro da cápsula.

4. Unidade de extração de bebida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada por o membro de restrição de fluxo (27) ser móvel relativamente à placa de extração (21) entre uma posição de escoamento padrão na qual essencialmente todas as saídas de bebida (22) são deixadas abertas e ao menos uma posição de escoamento reduzido na qual o membro de redução de fluxo (27) seletivamente obstrui uma parte das saídas de bebida,

sendo que, opcionalmente, o membro de restrição de fluxo (27) é móvel para a posição de pré-umedecimento na qual o membro impede ou substancialmente inibe um escoamento de bebida a partir da bebida das saídas.

5. Unidade de extração de bebida, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o membro de restrição de fluxo (27) ser disposto para assumir ao menos duas posições de escoamento reduzido selecionáveis nas quais a área superficial de fluxo das saídas de bebida é reduzida em diferentes valores.

6. Unidade de extração de bebida, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada por o membro de restrição de fluxo (27) ser disposto para se mover, entre a posição de escoamento padrão e a posição de escoamento reduzido, translacionalmente ou rotacionalmente ou translacionamente e rotacionalmente, em relação à placa de extração, sendo que placa de extração (21) opcionalmente permanece ao menos substancialmente estacionária em relação à estrutura (6) durante a extração.

7. Unidade de extração de bebida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizada por o membro de restrição de fluxo poder ser móvel de forma giratória entre: - uma primeira posição de escoamento padrão e uma segunda posição de escoamento padrão, sendo que as saídas de bebida na primeira e na segunda posições de escoamento padrão têm a mesma ou ao menos substancialmente a mesma área superficial de fluxo, sendo que as saídas de bebida obstruídas na primeira posição de escoamento padrão são não idênticas às saídas de bebida obstruídas na segunda posição de escoamento padrão; e/ou - uma primeira posição de escoamento reduzido e uma segunda posição de escoamento reduzido, sendo que as saídas de bebida na primeira e na segunda posições de escoamento reduzido têm a mesma ou diferente área superficial têm a mesma área superficial de fluxo, sendo que as saídas de bebida obstruídas na primeira posição de escoamento reduzido são não idênticas às saídas de bebida obstruídas na segunda posição de escoamento reduzido.

8. Unidade de extração de bebida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizada pelo membro de restrição de fluxo (27A, 27B) compreender ao menos uma superfície de restrição de fluxo (43) contínua configurada para obstruir mais de uma saída de bebida na posição de escoamento reduzido.

9. Unidade de extração de bebida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 8, caracterizada por o membro de restrição de fluxo (27C) compreender uma pluralidade de elementos de restrição de fluxo (46) distintos, sendo que cada um dos elementos de restrição de fluxo é disposto para obstruir individualmente uma saída de bebida, sendo que, opcionalmente, a pluralidade de elementos de restrição de fluxo (46) distintos é formada como elementos protuberantes que se estendem de uma placa de base (28) e são formatados para individualmente engatar porções rebaixadas complementares formatadas (47) da placa de extração na qual estão alojadas as saídas de bebida (22).

10. Unidade de extração de bebida, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada por a dita superfície de restrição de fluxo (43) ou os ditos elementos de restrição de fluxo (46) distintos serem responsivos à pressão, sendo que, opcionalmente, a superfície de restrição (43) ou os ditos elementos de restrição de fluxo (46) distintos são resilientemente montados, por exemplo, com uma mola e/ou resilientemente deformados quando comprimidos contra a placa de extração durante a obstrução e, por exemplo, que compreendem ou são feitos de borracha (por exemplo, borracha de silicone EPDM) ou elastômeros termoplásticos ou plástico elástico macio.

11. Unidade de extração de bebida, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por os elementos de restrição de fluxo (46) distintos terem comprimentos compressíveis variáveis e/ou serem resilientemente montados com resiliência variável para variar o número de saídas fechadas como uma função do nível de compressão dos elementos elevados contra a placa de extração.

12. Unidade de extração de bebida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada por compreender ao menos um membro de acionamento (30), por exemplo, um pistão, conectado ao membro de restrição de fluxo (27) e uma placa de extração (21) para mover relativamente a placa de restrição de fluxo e extração de modo a reduzir ou aumentar a área superficial de fluxo da placa de extração, sendo que, opcionalmente, o membro de acionamento (30) é acionado por uma atuador solenoide, um atuador hidráulico e/ou um motor elétrico, por exemplo, ou um motor de passo.

13. Máquina de bebidas (100), caracterizada por compre- ender uma unidade de extração de bebida como definida em qualquer reivindicação precedente, que compreende; uma bomba (34) para fornecer água à unidade de extração; uma unidade de controle (35) configurada para controlar um movimento relativo do membro de restrição de fluxo (27, 27A, 27B, 27C), por exemplo através de um, ou o dito membro de acionamento (30), entre a posição de escoamento padrão e posição de escoamento reduzido; e opcionalmente um condicionador térmico, como um aquecedor e/ou um resfriador, por exemplo, um aquecedor de fluxo e/ou um resfriador de fluxo, para termicamente condicionar a água fornecida pela bomba (34) à unidade de extração.

14. Máquina de bebidas (100) de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por a unidade de controle (35) ser configurada para:

- manter o membro de restrição de fluxo (27, 27A, 27B, 27C) e a placa de extração (21) relativamente estacionários durante toda uma extração de bebida a partir de uma cápsula (2) na câmara de extração (8); e/ou - variar as posições relativas do membro de restrição de fluxo e da placa de extração durante uma extração de bebida a partir de uma cápsula na câmara de extração, sendo a máquina opcionalmente configurada para manter o membro de restrição de fluxo e a placa de extração relativamente estacionários durante toda uma extração de bebida a partir de uma cápsula de um primeiro tipo e para alterar as posições relativas do membro de restrição de fluxo e da placa de extração durante uma extração de bebida a partir de uma cápsula de um segundo tipo.

15. Uso de uma cápsula de contenção (2) caracterizado por se destinar à extração em uma máquina de bebidas (100) como definida na reivindicação 13 ou 14.