BR112020022155A2

BR112020022155A2 - dispositivo de extração de bebida, e, método e aparelho para o preparo de bebidas

Info

Publication number: BR112020022155A2
Application number: BR112020022155-4A
Authority: BR
Inventors: Pieter Jacobus Veenendaal; Johannes Cornelis Nieuwlaat
Original assignee: Koninklijke Douwe Egberts B.V.
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2021-01-26
Also published as: US20210235917A1; EP3790431A1; CN112074213B; WO2019215013A1; CN112074213A; GB201807484D0

Abstract

A presente invenção se refere a um dispositivo de extração de bebida que compreende uma câmara superior e uma câmara inferior separadas por um filtro; sendo que a câmara superior compreende uma parede de perímetro e uma entrada e a câmara inferior compreende uma parede de perímetro e uma saída; e sendo que a parede de perímetro da câmara superior adjacente ao filtro se afunila para dentro, em direção ao filtro, por não mais que 10 graus, e a parede de perímetro da câmara inferior se afunila para dentro a partir de uma posição adjacente ou proximal ao filtro.

Description

1 / 23 DISPOSITIVO DE EXTRAÇÃO DE BEBIDA, E, MÉTODO E APARELHO

PARA O PREPARO DE BEBIDAS CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a dispositivos e aparelhos para a extração de café para produzir bebidas, particularmente a dispositivos e aparelhos que operam sob pressão atmosférica. A invenção se refere adicionalmente a dispositivos e aparelhos que podem ser usados em conjunto com as tradicionais máquinas de café de filtro.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] "Filtração por gotejamento" é um método conhecido de extração de uma bebida líquida de um leito ou dispersão de café. O conhecido processo depende de um dispositivo de extração de bebida que compreende um dispositivo de filtração geralmente em formato de funil, tendo uma câmara cônica ou frustocônica que leva até uma abertura ou uma saída tubular com paredes paralelas. Um papel de filtro cônico ou frustocônico reveste a câmara, que forma uma tela entre a câmara e a saída do funil para extrair o café. Para usar esse dispositivo, o processo consiste em geral em carregar o café moído na câmara, sobre o filtro, para formar um leito de café e então derramar a água sobre e através do leito de café de modo que o extrato de café seja liberado através do filtro e para fora da saída do funil, deixando o leito de café para trás. Em geral, há também um recipiente abaixo do filtro, como uma caneca ou jarro, e pode haver ou não um conduto adicional entre o filtro e o recipiente a fim de recolher e canalizar o extrato conforme ele sai do filtro.

[003] A água é acionada através dos dispositivos de extração de bebida de filtro de gotejamento conhecidos sob a ação da gravidade. A vazão da água através dos dispositivos de filtro de gotejamento conhecidos é ainda limitada e prejudicada pela resistência do leito de café e do papel filtro e tal resistência é intensificada durante o uso à medida que o café particulado é carregado sobre o papel filtro pelo fluxo de água que entope os poros do papel

2 / 23 de filtro, de modo que a vazão da água através de um filtro de gotejamento conhecido seja drasticamente retardada à medida que a água flui através do dispositivo de extração de bebida.

[004] O tempo de contato entre o leito de café e a água é sabidamente importante para o grau da extração de café. Um tempo de contato longo demais entre o leito de café e a água resulta em uma bebida amarga, excessivamente extraída. Inversamente, um tempo de contato curto demais entre o leito de café e a água resulta em uma bebida menos saborosa.

[005] Os dispositivos de extração de filtro de gotejamento da técnica anterior se baseiam em uma adição constante e consistente de água à câmara superior a fim de otimizar a extração do café. São conhecidas máquinas que de alguma forma fornecem uma solução, incluindo "máquinas de café de filtro", como Styline® TKA8011, produzida pela Bosch, e são bem conhecidas na técnica. Essas máquinas de café com filtro atuam da mesma forma que os dispositivos de filtração manual por gotejamento com as vantagens adicionais de controle da temperatura e do fluxo de água para dentro do dispositivo de extração e do leito de café e, geralmente, uma placa aquecida para armazenar o recipiente de bebida extraída por baixo do dispositivo de extração.

[006] À medida que a vazão através de um filtro de gotejamento ou de uma máquina de café com filtro da técnica anterior é determinada em grande parte pela resistência do leito de café e do filtro e, sabe-se que essa resistência aumenta à medida que a água flui através dos dispositivos da técnica anterior, também sabe-se que: - A primeira porção da bebida extraída através do leito de café de dispositivos da técnica anterior pode ser subextraída, produzindo uma bebida fraca, em desenvolvimento e sem sabor, devido a um curto tempo de contato entre o material extraível/água; - A porção intermediária da bebida extraída através do leito de

3 / 23 café de dispositivos da técnica anterior pode ser otimamente extraída; - A porção final da bebida extraída através do leito de café de dispositivos da técnica anterior pode ser superextraída e amarga, devido a um longo tempo de contato entre o material extraível/água.

[007] A vazão através dos dispositivos de filtro de gotejamento ou máquinas com filtro conhecidas é significativamente retardada durante a extração, e portanto o tempo de contato entre o leito de café e a água aumentou de muito curto para inaceitavelmente longo demais para produzir uma bebida com características de sabor ótimas.

[008] Seria vantajoso fornecer um dispositivo para o preparo de bebida do tipo filtro de gotejamento que permita uma vazão ótima do extrato de bebida e tempo de contato ótimo entre o café e a água para a preparação de uma bebida bem extraída. Tal tempo de contato ótimo entre o café e a água fornece as condições para um extrato de café equilibrado que compreende a combinação ideal de níveis de frações de café de extração rápida e lenta.

[009] Também seria vantajoso fornecer um dispositivo de extração de bebida do tipo filtro de gotejamento que limitasse a diferença no tempo de contato entre o material extraível e a água entre a primeira e a última porção da bebida extraída. De modo similar, seria vantajoso fornecer um dispositivo de extração de bebida que limitasse a diferença na vazão do extrato de café a partir de um filtro durante a preparação de uma bebida. Adicionalmente, seria vantajoso fornecer um dispositivo para o preparo de bebida que fornecesse um fluxo de extrato de bebida com nível consistente de extração por toda a preparação de uma bebida.

[0010] É, portanto, um objetivo das modalidades da invenção mitigar ou reduzir uma desvantagem apresentada pela técnica anterior.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] De acordo com um primeiro aspecto da invenção é fornecido um dispositivo de extração de bebida compreendendo uma câmara superior e

4 / 23 uma câmara inferior separadas por um filtro; sendo que a câmara superior compreende uma parede de perímetro e uma entrada e a câmara inferior compreende uma parede de perímetro e uma saída; e sendo que a parede de perímetro da câmara superior adjacente ao filtro se afunila para dentro, em direção ao filtro, por não mais que 10 graus, e a parede de perímetro da câmara inferior se afunila para dentro a partir de uma posição adjacente ou proximal ao filtro.

[0012] Por "proximal" se entende, geralmente, dentro de 8 mm do filtro, e assim o afunilamento da parede de perímetro da câmara inferior pode começar dentro de 8 mm a partir do filtro. De preferência, o afunilamento da parede de perímetro da câmara inferior começa dentro de 7 mm, 6 mm ou 5 mm e, em modalidades preferenciais, começa dentro de 4 mm, 3 mm, 2 mm ou 1 mm, do filtro.

[0013] Em algumas modalidades a parede de perímetro da câmara superior se afunila em não mais que 8°C, 6°C, 4°C, 2° ou não mais que 1°C. Em modalidades preferenciais, a parede de perímetro da câmara superior não é afunilada.

[0014] Em algumas modalidades, a parede de perímetro da câmara superior tem lados paralelos.

[0015] As paredes de perímetro não afuniladas de lados paralelos da câmara superior são particularmente eficazes porque fornecem uma geometria de câmara de extração que permite a convecção da solução de água e café; uma altura de preenchimento suficientemente alta para um dado volume de água (versus, por exemplo, o formato de funil em um aparelho de filtro de gotejamento) para acentuar ainda mais a convecção; uma deposição menor de borra de café nos lados do recipiente (versus, por exemplo, o formato de funil em um aparelho de filtro de gotejamento); uma deposição uniforme de borra de café no leito de café mediante drenagem a câmara de extração, facilitando a extração uniforme; uma pequena área de projeção; uma menor superfície

5 / 23 líquida para facilitar uma menor perda de calor.

[0016] A parede de perímetro da câmara superior pode ser tubular e pode ter um formato de seção transversal circular, oval ou poligonal, mas é de preferência circular. As modalidades nas quais a parede de perímetro da câmara superior tem uma seção transversal circular e a parede é substancialmente totalmente não afunilada são particularmente úteis para a obtenção dos benefícios mencionados acima.

[0017] Em algumas modalidades, a parede de perímetro da câmara superior pode compreender uma porção superior que tem um afunilamento para dentro de não mais que 10 °, e uma porção inferior, adjacente ao filtro, sendo não afunilada e de lados paralelos. A porção superior pode ter um afunilamento para dentro de não mais que 8°C, 6°C, 4° ou 2°C. A porção superior pode compreender não mais que 50% da altura total da parede de perímetro da câmara superior, de preferência não mais que 40%, 30%, 20% ou 10%. Tais modalidades podem ter uma vantagem de preenchimento conveniente com uma bebida extraível na porção de afunilamento superior da câmara superior.

[0018] Em algumas modalidades, o diâmetro interno da parede de perímetro da câmara superior se situa entre 30 mm e 100 mm, de preferência entre 40 mm e 80 mm, com mais preferência entre 50 mm e 70 mm.

[0019] Em algumas modalidades, a parede de perímetro da câmara superior tem uma altura, medida a partir do filtro, de ao menos 50 mm, de preferência entre 50 mm e 200 mm.

[0020] Em algumas modalidades, o volume da câmara superior se situa entre 100 e 500 ml, de preferência, entre 200 e 400 ml, com a máxima preferência entre 250 e 350 ml.

[0021] As modalidades com estas dimensões têm a vantagem adicional de fornecer as dimensões ótimas para a preparação de 2 xícaras de extrato de bebida com o tempo de contato ótimo entre o material extraível e a

6 / 23 água durante a extração.

[0022] Em algumas modalidades, a câmara inferior do dispositivo de extração de bebidas compreende uma trajetória para fluidos desobstruída do filtro até a saída, de preferência, o filtro e/ou o suporte são os únicos componentes do dispositivo presentes entre a entrada e a saída, com a máxima preferência não há nenhuma estrutura dentro do espaço delimitado pelo filtro e/ou suporte e a parede de perímetro da câmara inferior. Uma trajetória para fluidos desobstruída significa que o fluido pode ser drenado a partir da saída da câmara inferior sem afetar significativamente o tempo de contato entre o café e a água na câmara superior durante o preparo de uma bebida e, especialmente, que o não há obstrução presente em ou próximo à saída.

[0023] Tais modalidades têm a vantagem específica de permitir que o fluido flua através do dispositivo de extração de bebida continuamente, em uso, e permitindo uma qualidade e consistência aprimoradas da extração pelo mesmo.

[0024] Em algumas modalidades, há um suporte no fundo da câmara superior para o material de bebida extraível. Em modalidades preferenciais, este suporte é uma malha ou tela porosa situada entre as câmaras superior e inferior.

[0025] Em algumas modalidades, o suporte é adjacente ao filtro. O suporte pode estar acima ou abaixo do filtro.

[0026] Em algumas modalidades, a câmara superior compreende o suporte ou tela porosa.

[0027] O suporte pode ser fixado à câmara superior e/ou à câmara interna; ou pode ser fixado de modo removível às câmaras superior e inferior.

[0028] Em algumas modalidades, o suporte compreende o filtro, enquanto que em outras modalidades os dispositivos de extração de bebida compreendem um suporte e um filtro separados. Tais modalidades têm a vantagem adicional de permitir que o material de bebida extraível seja

7 / 23 convenientemente carregado na câmara superior do dispositivo de extração de bebida.

[0029] Em algumas modalidades, mais de 50%, 60%, 70% ou 75% do filtro e/ou suporte é perpendicular à parede do não afunilada superior e/ou câmara inferior, enquanto que em outras modalidades, substancialmente todo o filtro e/ou suporte é perpendicular à parede do não afunilada superior e/ou à câmara inferior.

[0030] Tais modalidades permitem uma distribuição uniforme do fluxo de fluidos através do filtro e/ou suporte e, em uso, uma resistência consistente e baixa ao fluxo de fluidos do filtro e/ou suporte.

[0031] Em algumas modalidades, a câmara superior é fixada de modo removível à câmara inferior. Em modalidades preferenciais, a câmara superior é fixada de modo removível à câmara inferior de modo que o suporte (quando presente) e/ou o filtro sejam fixados à câmara superior ou inferior quando a câmara superior e a câmara inferior são separadas, em uso.

[0032] Tais modalidades têm a vantagem adicional de armazenamento e lavagem convenientes dos componentes.

[0033] Em algumas modalidades, o filtro é um componente separado e pode ser descartável, intercambiável e/ou lavável. Tais modalidades têm a vantagem adicional de uma resistência ao fluxo consistente a partir do filtro e fácil limpeza.

[0034] Em modalidades preferenciais, a parede de perímetro afunilada da câmara inferior é adjacente ao filtro e é de preferência contígua com, adjacente a e/ou está em posição limítrofe com o filtro. Em tais modalidades o afunilamento da parede de perímetro afunilada pode começar em posição adjacente ao filtro (ou suporte). Em outras modalidades, pode haver um curto comprimento da parede de perímetro não afunilada da câmara inferior, de modo que a seção afunilada da parede de perímetro comece no máximo 8 mm abaixo do filtro (ou suporte), de preferência no máximo 7 mm, 6 mm ou 5

8 / 23 mm do filtro (ou suporte).

[0035] Em algumas modalidades, o diâmetro máximo da parede de perímetro afunilada ou da seção afunilada da parede de perímetro afunilada da câmara inferior é de no máximo o diâmetro da parede do perímetro da câmara superior adjacente ao filtro. Em modalidades preferenciais, o diâmetro máximo da parede de perímetro afunilada ou seção afunilada da câmara inferior é de ao menos 25%, 30% ou, de preferência 35% do diâmetro da parede de perímetro da câmara superior, adjacente ao filtro; no máximo 95%, 90%, 85% ou, de preferência, 80% do diâmetro da parede de perímetro da câmara superior, adjacente ao filtro; ou entre 25% e 95%; 30% e 90%; 35% e 85% ou 35% e 80% do diâmetro da parede do perímetro da câmara superior, adjacente ao filtro, e de preferência entre 35% e 90%.

[0036] Em algumas modalidades, a parede de perímetro afunilada ou a seção afunilada da câmara inferior se afunila para dentro em um ângulo entre 30 e 60 graus (em relação ao plano do filtro). Em algumas modalidades, a parede de perímetro afunilada ou a seção afunilada da câmara inferior se afunila em um ângulo de 45 graus (em relação ao plano do filtro).

[0037] Sem se ater a qualquer teoria, se acredita que o uso de uma câmara inferior afunilada adjacente a ou dentro de 8 mm do filtro, tem o efeito de criar, em uso, um menisco de extrato de bebida abaixo do filtro e uma ótima resistência ao fluxo através do dispositivo de extração de bebida para o ótimo tempo de contato entre o material extraível e a água.

[0038] Em algumas modalidades, em uso, o filtro apresenta baixa resistência ao fluxo de fluido através do dispositivo de extração de bebida. De preferência, o filtro fornece menos que 50%, 30% ou 20% da resistência ao fluxo total através do dispositivo de extração de bebida.

[0039] Em tais modalidades, em uso, a resistência ao fluxo através do dispositivo de extração de bebida é substancialmente criada pela geometria das câmaras superior e inferior e permanece consistente durante toda a

9 / 23 preparação de uma bebida.

[0040] Em modalidades do primeiro aspecto da invenção, a câmara inferior compreende uma saída. A saída pode compreender uma seção não afunilada da parede de perímetro da câmara inferior, estendendo-se a partir da sua extremidade distal. Dessa forma, a saída pode compreender uma parede ou paredes de lados paralelos. A saída pode ser tubular, e pode ter uma seção transversal circular ou oval, por exemplo. O diâmetro da saída da câmara inferior pode ser de no máximo 75% do diâmetro máximo da câmara inferior, entre 25% e pode estar entre 25% e 75% e, como em torno de 50% do diâmetro máximo. Em algumas modalidades, a saída da câmara inferior tem um diâmetro entre 10 mm e 20 mm, de preferência entre 13 mm e 17 mm.

[0041] Em algumas modalidades, o dispositivo de extração de bebida pode ser inserido em um aparelho para preparação de bebida, que compreende um meio de fornecer água aquecida à entrada da câmara superior e um meio de coleta de fluido de bebida a partir da câmara inferior. Em modalidades preferenciais, o aparelho para preparação de bebida é um aparelho de café com filtro de gotejamento.

[0042] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido um método para o preparo de uma bebida, que compreende fornecer o dispositivo de extração de bebida de um primeiro aspecto da invenção e compreende as etapas de: a. Adição de um material de bebida extraível à câmara superior do dispositivo de extração de bebida; b. Adição de água ao material de bebida extraível na câmara superior para criar um extrato de bebida; e c. Coleta do extrato de bebida a partir da câmara inferior do dispositivo de extração de bebida.

[0043] Em algumas modalidades, a água é água aquecida, e está de preferência entre 80 e 100 °C quando entra na câmara superior.

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[0044] Em algumas modalidades, o volume de água é entre 100 e 500 ml de, de preferência entre 200 a 400 ml, com a máxima preferência entre 250 a 350 ml.

[0045] Tais modalidades fornecem as condições ótimas para a preparação de 2 xícaras de extrato de bebida. Em algumas modalidades, a água é adicionada através da entrada e flui da câmara superior para a câmara inferior, saindo através da saída como extrato de bebida.

[0046] Em algumas modalidades, a massa do material de bebida extraível se situa entre 10 g e 50 g.

[0047] Em algumas modalidades, o material de bebida extraível é café torrado e moído e/ou chá.

[0048] Em algumas modalidades, a razão entre o volume de água adicionada à câmara superior e a massa de material de bebida extraível se situa entre 10:1 e 2:1.

[0049] Em algumas modalidades, o tempo de extração total é menor que 5 minutos, de preferência menor que 4 minutos, especialmente se situa entre 2 minutos e 30 segundos a 3 minutos 30 segundos.

[0050] Por "tempo de extração total" se entende o tempo medido a partir do momento em que a água começa a ser adicionada à câmara superior até o momento em que o fluxo do extrato de bebida a partir da saída da câmara inferior substancialmente cessou.

[0051] Tais modalidades têm a vantagem adicional de ótimo tempo de contato entre o material extraível e a água para produzir um ótimo extrato de bebida.

[0052] Em algumas modalidades, a vazão a partir da câmara inferior se situa entre 0,8 ml/segundo a 2 ml/segundo, com a máxima preferência entre 1 ml/segundo a 1,6 ml/segundo.

[0053] Em algumas modalidades, a vazão da câmara inferior acima de 80% do tempo de extração total é substancialmente constante, de preferência,

11 / 23 entre 1 ml/segundo a 1,6 ml/segundo.

[0054] Em algumas modalidades, a água é adicionada à câmara superior através da entrada a uma taxa substancialmente constante até que o volume de água tenha sido esgotado.

[0055] Em algumas modalidades, a taxa de adição de água através da entrada e a taxa do fluxo de extrato de bebida da câmara inferior atingem um estado de equilíbrio estável.

[0056] Em algumas modalidades, a taxa de adição de água através da entrada é disposta para exceder inicialmente a taxa do fluxo de extrato de bebida da câmara inferior, formando uma fase de enchimento.

[0057] Em algumas modalidades, em direção ao final do tempo de extração total, o fluxo de extrato de bebida a partir da saída excede a taxa de adição de água através da entrada, formando uma fase de drenagem.

[0058] Em algumas modalidades, a duração do estado de equilíbrio estável é mais longa que a duração da fase de enchimento e/ou da fase de drenagem.

[0059] Em algumas modalidades, o estado de equilíbrio estável se situa entre 25% e 75% do tempo de extração total, de preferência entre 40 e 60% do tempo de extração total.

[0060] Em algumas modalidades, a duração do estado de equilíbrio estável é maior do que a soma das durações das fases de enchimento e de drenagem e pode, portanto, compreender mais de 50% do tempo de extração total, como por exemplo, entre 50% e 75% do tempo de extração.

[0061] Neste estado de equilíbrio, a câmara superior experimenta turbulência e fluxo de convecção, aumentando a taxa de extração. Tais modalidades têm as vantagens específicas associadas a tal estado de equilíbrio e fornecem um extrato de bebida ainda mais otimizado.

[0062] Em modalidades nas quais o volume total de água se situa entre 250 ml e 350 ml, o estado de equilíbrio estável pode ser de entre 30

12 / 23 segundos e 180 segundos, de preferência entre 60 segundos e 140 segundos.

[0063] Tais modalidades têm a vantagem adicional de um tempo de contato ainda melhor entre o material extraível e a água para a preparação de 2 xícaras médias (125 a 175 ml) de extrato de bebida.

[0064] Em algumas modalidades, a água é levada da entrada até a câmara inferior do dispositivo de extração sob pressão atmosférica, dessa forma a drenagem do dispositivo de extração é preferencialmente apenas sob a força da gravidade. Tais modalidades têm a vantagem adicional de reduzir a complexidade na fabricação, menor custo, limpeza mais fácil e a preferência do consumidor.

[0065] De acordo com o terceiro aspecto da invenção é fornecido um aparelho para a preparação de bebidas que compreende um dispositivo de extração de bebidas do primeiro aspecto da invenção; um dispositivo de aquecimento de água; e um conduto de água, e sendo que o conduto de água é disposto em uso para liberar água aquecida pelo dispositivo de aquecimento de água na câmara superior do dispositivo de extração de bebidas através da entrada.

[0066] Em algumas modalidades, o aparelho para preparação de bebida é um aparelho de café com filtro de gotejamento.

[0067] Um aparelho de filtro de gotejamento é um eletrodoméstico que contém uma fonte de água e aquecedor de água configurados para fornecer água quente acima de um leito de café ou outro material de bebida. A água quente se mistura com o material de bebida e o extrato de bebida goteja através de um filtro e funil para dentro de um recipiente, geralmente um jarro aquecido. Um exemplo de um aparelho de café com filtro de gotejamento conhecido é a excelente 10SN fabricada pela Douwe Egberts.

[0068] As modalidades que fazem uso de aparelhos de bebida com filtro de gotejamento existentes apresentam a vantagem adicional de retrocompatibilidade e melhoria do equipamento existente.

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[0069] Em algumas modalidades, o dispositivo de aquecimento de água é um elemento aquecedor elétrico.

[0070] Em algumas modalidades, a expansão da água aquecida faz com que ela flua através do conduto de água até a entrada.

[0071] Em algumas modalidades, o aparelho compreende adicionalmente um tanque de armazenamento de água conectado de maneira operacional ao dispositivo de aquecimento de água e ao conduto de água.

[0072] Em algumas modalidades, a saída do conduto de água é um bico ou jato e/ou um cabeçote de aspersão.

[0073] Em algumas modalidades, ao menos um dentre a câmara superior; o filtro; o suporte e/ou a câmara inferior são fixados de modo removível ao aparelho de extração de bebida.

[0074] Em algumas modalidades, todo o dispositivo de extração de bebida é fixado de modo removível ao aparelho de extração de bebida. Tais modalidades têm a vantagem adicional de facilidade de reabastecimento com material de bebida extraível e limpeza.

[0075] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é fornecido um método para o preparo de uma bebida, que fornece o aparelho de preparo de bebidas do terceiro aspecto da invenção, compreendendo ainda as etapas de: a. Adição de um material de bebida extraível à câmara superior do dispositivo de extração de bebida; b. Liberação de água aquecida pelo dispositivo de aquecimento a água para a câmara superior do dispositivo de extração de bebida através do conduto de água para criar um extrato de bebida; e c. Coleta do extrato de bebida a partir da câmara inferior do dispositivo de extração de bebida.

[0076] Em algumas modalidades, o método compreende adicionalmente preencher ao menos parcialmente o tanque de armazenamento de água antes de dispensar a água através da entrada.

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[0077] Em algumas modalidades, o tempo de extração total é menor que 5 minutos, de preferência menor que 4 minutos, especialmente se situa entre 2 minutos e 30 segundos a 3 minutos 30 segundos.

[0078] Tais modalidades têm a vantagem adicional de ótimo tempo de contato entre o material extraível e a água para produzir um ótimo extrato de bebida.

[0079] As modalidades e vantagens associadas de qualquer um dentre o primeiro, o segundo e o terceiro aspectos da invenção se aplicam igualmente a um quarto aspecto da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0080] Para que a invenção possa ser mais claramente compreendida, serão agora descritas modalidades da mesma somente a título de exemplo e com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[0081] A Figura 1 é uma vista em seção transversal lateral através de uma primeira modalidade de um dispositivo para o preparo de bebida da invenção;

[0082] A Figura 2 é uma vista lateral de uma primeira modalidade de um aparelho para o preparo de bebida da invenção;

[0083] A Figura 3 é uma vista em seção transversal lateral através de uma segunda modalidade de um dispositivo para o preparo de bebida da invenção que compreende uma parede de perímetro da câmara inferior com seção não afunilada curta; e

[0084] A Figura 4 é uma vista em seção transversal lateral através de uma terceira modalidade de um dispositivo para o preparo de bebida da invenção que compreende uma parede de perímetro da câmara superior com um leve afunilamento.

[0085] Com referência à Figura 1, uma primeira modalidade de um dispositivo de extração de bebida (2) da invenção compreende uma câmara superior (4) e uma câmara inferior (14) separadas por um suporte sob a forma

15 / 23 de uma tela de malha porosa (10) e um filtro de papel (12). A câmara superior (4) compreende uma parede de perímetro (6). A câmara inferior compreende uma parede de perímetro (16) e uma saída (18).

[0086] A parede de perímetro da câmara superior (6) não se afunila em posição adjacente à tela de malha (10). A tela de malha (10) é adjacente a e está sobre o filtro de papel (12). Em outras modalidades não mostradas, a ordem vertical da tela de malha (10) e do filtro de papel (12) pode ser invertida. A tela de malha (10) tem um tamanho de malha de 0,85 mm e um diâmetro de rosca de 0,5 mm. O filtro de papel (12) tem espessura de 1,1 mm, uma baixa resistência ao fluxo e um diâmetro menor que o diâmetro da câmara superior (4) (aproximadamente 80 a 90% do diâmetro da câmara superior (4)). A câmara inferior (14) está adjacente ao filtro de papel (12). A parede de perímetro da câmara inferior (16) se afunila para baixo na direção contrária do filtro de papel (12) a um ângulo de 45° até um diâmetro mínimo de 15 mm ao longo de um comprimento de 6,1 mm até encontrar a saída (18). O comprimento total a partir do topo do papel de filtro (12) até a extremidade da saída (18) é de 17 mm. A câmara inferior (14) tem um volume de 6 ml e a câmara superior (4) tem um volume de 350 ml.

[0087] A parede afunilada da câmara inferior (16) tem um diâmetro máximo, adjacente ao filtro (10) e à tela de malha (12) de aproximadamente 40% do diâmetro da câmara superior (4).

[0088] A saída (18) compreende um tubo de seção transversal circular, que tem um diâmetro de aproximadamente 60 a 70% do maior diâmetro da parede da câmara inferior (16).

[0089] Com referência à Figura 2, onde números similares representam componentes similares em relação à Figura 1, um aparelho para o preparo de bebida (50) compreende um dispositivo de extração de bebida (2), um meio para fornecer água, sob a forma de um tanque de água (56), um corpo do aparelho para o preparo de bebida contendo um aquecedor de água

16 / 23 (58), uma saída de água (54) e um recipiente para a bebida (53). O tanque de água (56), o aquecedor de água (58) e a saída de água (54) são conectados juntos por meio de uma tubulação (não mostrada). A saída de água (54) está localizada em posição adjacente à câmara superior do dispositivo de extração de bebidas (2) e o recipiente de bebida está localizado abaixo da saída (18) do dispositivo de extração de bebida (2).

[0090] Com referência à Figura 3, onde números similares representam componentes similares face à Figura 1, um dispositivo de extração de bebida (20) compreende uma câmara superior (4) e uma câmara inferior (14) separadas por um suporte sob a forma de uma tela de malha (10) e um filtro de papel (12). A câmara superior (4) compreende uma parede de perímetro (6). A câmara inferior compreende uma seção de parede de perímetro não afunilada superior (15) adjacente ao filtro (12) e à tela de malha (10); uma seção de parede de perímetro inferior afunilada (16) e uma saída (18). O dispositivo de extração de bebida é em grande parte similar ao dispositivo de extração de bebida (2) da Figura 1; mas difere pela adição da seção de parede de perímetro não afunilada superior (15) da câmara inferior adjacente ao filtro (12) e a tela de malha (10) que atua para separar a seção de parede de perímetro inferior afunilada (16) do filtro (12) em 5 mm; (12) e o filtro se estende através do diâmetro total da câmara superior (4) e da parede de perímetro da câmara superior (6).

[0091] Com referência à Figura 4, na qual números similares representam componentes similares face à Figura 1, um dispositivo de extração de bebida (30) compreende uma câmara superior (4) e uma câmara inferior (14) separadas por um suporte sob a forma de uma tela de malha (10) e um filtro de papel (12). A câmara superior (4) compreende uma parede de perímetro (6). A câmara inferior compreende uma parede de perímetro (16) e uma saída (18). O dispositivo de extração de bebida é em grande parte similar ao dispositivo de extração de bebida (2) da Figura 1; mas difere pela parede

17 / 23 de perímetro da câmara superior (6), que tem um afunilamento de aproximadamente 9° em direção ao filtro (12). Exemplo 1 - Preparação de uma bebida com o uso de um dispositivo de extração de bebida da invenção

[0092] Uma bebida foi preparada com o uso do dispositivo de extração de bebida (2) da Figura 1 pelas seguintes etapas: a) A câmara superior (4) foi carregada com 12 g de café torrado e moído (Aroma Rood®, produzido por Jacobs Douwe Egberts), o dispositivo (2) equipado com um papel de filtro para chocolate Senseo®, código UPC05A e o dispositivo (2) apoiado acima de um recipiente de bebida; b) 234 ml de água aquecida a 80 a 100 °C foram, então, adicionados a uma taxa de 2,6 ml/segundo à câmara superior a uma taxa constante durante 1 minuto e 30 segundos. Durante este tempo o volume de água na câmara superior (4) do dispositivo de extração de bebida (2) construído a um máximo, isto é, a vazão de água aquecida para dentro do dispositivo de extração de bebida (2) era igual à vazão do extrato de bebida a partir da saída (18) do dispositivo de extração de bebida (2); e c) Após a adição de água ter parado, o dispositivo de extração de bebida (2) foi então deixado drenar até que o extrato de bebida parasse de fluir pela saída (18). Aproximadamente 3 minutos e 15 segundos após o início da adição de água ao dispositivo.

[0093] O dispositivo (2) da modalidade da Figura 1 é configurado de modo que, em uso, a vazão do extrato de bebida se situe entre 1 ml/s e 1,6 ml/s durante todo o processo de extração. A vazão do extrato que a partir do dispositivo foi mais lenta que a vazão de água dentro do dispositivo.

[0094] A vazão através do dispositivo de extração de bebida (2) é largamente determinada pela combinação das resistências entre o filtro (12), a malha (10) e a geometria da câmara inferior (14). Os principais contribuintes

18 / 23 para a resistência geral ao fluxo através do dispositivo (2) do exemplo 1 são: - A partir da câmara superior (4), o extrato de bebida é submetido a uma porção de fluxo horizontal através do filtro (12) e da tela de malha (10) a fim de alcançar a câmara inferior de menor diâmetro (14), aumentando a resistência fornecida pelo papel de filtro de baixa resistência (12).

[0095] - Após percorrer a tela de malha (10) e o papel de filtro (12), o extrato de bebida forma um menisco sob a tela (10), mantido pela tensão superficial e apoiado pela geometria dos ressaltos fornecidos pela parede de perímetro afunilada (ou seção afunilada da parede de perímetro) da câmara inferior (16). Esse menisco fornece resistência adicional ao fluxo abaixo da câmara superior.

[0096] - A saída (18) é configurada (com uma parede de perímetro não afunilada) para fornecer pouca ou nenhuma resistência ao fluxo do extrato de bebida.

[0097] Há também uma contribuição para a resistência total fornecida pelo leito de café e um lento aumento na resistência devido à obstrução dos poros do filtro por partículas de café durante a extração, mas esta é uma proporção muito menor da resistência total através do dispositivo do que nos dispositivos da técnica anterior, como no Exemplo 2, abaixo.

[0098] Por meio da configuração da maior parte da resistência ao fluxo através do dispositivo de extração de bebida (2) para estar presente abaixo do leito de café e da superfície de topo do filtro (12), o dispositivo (2) do exemplo 1 se beneficia de uma vazão consistente por toda a extração, em vez da redução da vazão de maneira constante da técnica anterior, como o exemplo 2, onde a vazão através do dispositivo de extração (2) é amplamente determinada pela compactação do café e pela obstrução da superfície de topo do filtro (12).

[0099] A configuração da câmara superior (6) com uma parede

19 / 23 circunferencial não afunilada substancialmente paralela e a diferença na vazão para dentro e para fora do dispositivo de extração permitiram a criação de convecção e turbulência na câmara superior do dispositivo de extração, de modo que as partículas de café formem uma suspensão pelo menos parcial na água durante o preparo da bebida - acentuando a extração das frações de café de extração lenta.

[00100] Adicionalmente, a geometria da câmara superior gera uma altura de enchimento suficientemente alta para um dado volume de água, em comparação com o Exemplo 2 abaixo, para acentuar ainda mais a convecção; uma deposição mais baixa de borra de café nos lados do recipiente, em comparação com o Exemplo 2 abaixo; uma deposição uniforme de borra de café no leito de café mediante drenagem a câmara de extração, facilitando a extração uniforme; uma pequena área de projeção; uma superfície líquida menor para facilitar a menor perda de calor durante a preparação do extrato de bebida. Exemplo 2 (controle) - Preparação de uma bebida de controle com o uso de um aparelho de filtro de gotejamento da técnica anterior

[00101] Uma bebida de controle foi preparada com o uso de um aparelho com filtro de gotejamento Excellent 10SN da técnica anterior (50) produzido pela Douwe Egberts. O aparelho com filtro de gotejamento inclui um cesto de infusão sob a forma de uma câmara frustocônica de plástico que se afunila até uma saída estreita. O cesto de infusão é disposto em uso para receber um revestimento filtrante tridimensional pelas seguintes etapas: a) Um revestimento filtrante e 12 g de café torrado e moído foram adicionados ao cesto de infusão do aparelho; b) Água fria foi adicionada ao reservatório de água (58) do aparelho (50); c) O aparelho foi ligado para fornecer um fluxo constante de 234 ml de água quente a uma taxa de 2,6 ml/s durante 1 minuto e 30 segundos

20 / 23 para a cesta de infusão do aparelho (50) e o extrato de bebida coletado abaixo. Comparação dos resultados do exemplo 1 e do exemplo de controle 2

[00102] Vazão do extrato de bebida:

[00103] A vazão do extrato de bebida no exemplo 1 foi de 1,2 ml/s ao longo dos 3 minutos e 15 segundos do tempo de preparo da bebida e variou muito pouco entre a taxa inicial de 1,6 ml/s e a taxa final de 1 ml/s. Em contrapartida, o fluxo do extrato de bebida no exemplo de controle 2 diminuiu significativamente durante o processo de extração já que os principais influenciadores da resistência através do dispositivo foram prejudicados pela compactação do leito de café e os poros do papel filtro foram obstruídos com partículas de café.

[00104] Perfis de sabor do extrato de bebida:

[00105] Os extratos de bebida obtidos no Exemplo 1 e no exemplo de controle 2 foram fornecidos a um painel de examinadores sensoriais profissionais treinados para a análise de atributos de sabor selecionados e os resultados são mostrados na Tabela 1. Tabela 1: Comparação dos atributos sensoriais entre as bebidas produzidas no exemplo 1 e no exemplo de controle 2 Atributo de sabor Exemplo 1 Exemplo comparativo 2 Sabor suave 50 39 Sabor amargo 35 44 Sabor doce 27 19 Sabor fresco 40 26 Sensação bucal seca 23 33

[00106] Os dados mostram que o sabor obtido no extrato de exemplo 1 mostra melhor sabor suave, sabor doce, sabor fresco e menor sabor amargo e sensação bucal seca em relação ao extrato de bebida produzido no exemplo de controle 2. Este dados sensoriais sustentam a conclusão de que existe um tempo de contato ótimo entre o material extraível e a água a ser alcançado em tais dispositivos de extração de bebida e que o tempo de contato entre o material extraível e a água permitido pelos dispositivos de extração de bebida (2) da presente invenção produz uma bebida aprimorada em relação àquelas

21 / 23 produzidas pelos dispositivos da técnica anterior.

[00107] A avaliação sensorial confirmou um equilíbrio aprimorado da extração entre as frações de extração de café rápida e lenta comparando-se o exemplo 1 com o Exemplo 2. Exemplos adicionais de modalidades da invenção Exemplo 3: Um extrato de bebida preparado por meio de um aparelho para preparação de bebida da invenção

[00108] Um extrato de bebida foi preparado por carregar o dispositivo de extração de bebida (2) da Figura 1 em um aparelho de filtro de gotejamento Excellent 10SN (50) produzido pela Douwe Egberts para criar o aparelho para o preparo de bebida (50) da Figura 2 pelas seguintes etapas: a) 12 g de café torrado e moído foram adicionados à câmara superior (6) do dispositivo de extração de bebida (2); b) Água fria foi adicionada ao reservatório de água (58) do aparelho (50); c) O aparelho (50) foi ligado para fornecer um fluxo constante de 234 ml de água quente a uma taxa de 2,6 ml/s durante 1 minuto e 30 segundos ao dispositivo de extração (2) preso ao aparelho (50) e o extrato de bebida coletado da saída (18) da câmara inferior (14) do dispositivo de extração de bebida (2).

[00109] A vazão do extrato de bebida foi idêntica ao do Exemplo 1 e a bebida apresentou o mesmo perfil sob análise sensorial semelhante a do exemplo 1. Alternativa de dispositivos de extração de bebida da invenção

[00110] Com referência à Figura 1, quando em uso, o dispositivo de extração de bebida (2) fornece uma trajetória de fluxo de fluido para o extrato de bebida a partir da câmara superior (4) até a câmara inferior (12). A rota da trajetória de fluxo de fluidos a partir da câmara superior (4) até a saída (18), as propriedades do papel de filtro (12) e/ou da tela de malha (10) e o tamanho

22 / 23 e o formato do menisco formado abaixo do filtro (12) e da tela de malha (10) têm um impacto sobre a resistência ao fluxo e, portanto, sobre o tempo de contato do material extraível com a água e a qualidade da bebida extraída. O tamanho e o formato do menisco podem ser ajustados pela variação no diâmetro máximo da parede de perímetro da câmara inferior (16). A parede de perímetro afunilada (16) da câmara inferior (14) do dispositivo (2) da Figura 1 tem o diâmetro máximo preferencial de 40 a 50% do diâmetro da parede de perímetro da câmara superior (6) enquanto que existem modalidades de um dispositivo da invenção (não mostradas) que se beneficiam de pelo menos uma das vantagens da Figura 1 onde o diâmetro máximo da parede de perímetro afunilada (16) da câmara inferior do dispositivo (2) da Figura 1 é entre um quarto a três quartos do diâmetro da parede de perímetro da câmara superior (6). Adicionalmente, o tamanho e o formato do menisco podem ser ajustados pela variação no ângulo do afunilamento da parede de perímetro da câmara inferior (16). Em outras modalidades de um dispositivo de extração de bebida (2) da invenção (não mostradas) o afunilamento da parede de perímetro da câmara inferior (16) das Figuras 1 a 4 pode ser entre 35° e 55°, por exemplo, e manter pelo menos um dos benefícios da invenção.

[00111] As Figuras 3 e 4 mostram exemplos de dispositivos de extração de bebida alternativos (20) e (30). Cada um tem suficiente resistência ao fluxo abaixo do leito de café e a superfície de topo do filtro para garantir os benefícios associados ao dispositivo de extração de bebida (2) do exemplo 1.

[00112] Além das variações da Figura 1, a formação do menisco abaixo do filtro (12) e o seu impacto sobre a resistência ao fluxo através do dispositivo também podem ser manipulados através do espaçamento da parede de perímetro afunilada da câmara inferior (16) na direção oposta ao filtro. Com referência à Figura 3, a seção de parede de perímetro curta não afunilada superior (15) da câmara inferior (14) fornece volume adicional para a câmara inferior (16) sem dificultar significativamente a formação do

23 / 23 menisco do extrato de café abaixo do filtro (12) e a resistência ao fluxo através do dispositivo (20) que isto fornece quando em uso. A seção de parede de perímetro não afunilada inferior (15) da câmara inferior (16) é espaçada 5 mm do filtro (12).

[00113] Com referência à Figura 4, o pequeno afunilamento no parede de perímetro (6) da câmara superior (6) fornece um aumento no volume à câmara superior (6) e uma maior abertura no topo da parede de perímetro (6) para facilitar a adição de material de bebida na câmara superior (4). Não foi observado qualquer impacto negativo sobre os benefícios associados com o dispositivo da Figura 1 pela inclusão de um pequeno afunilamento à parede circunferencial da câmara superior. Uma convecção turbulenta da suspensão de café e água foi ainda criada, houve pouca deposição de borra de café na parede circunferencial, o leito de café foi depositado uniformemente através do filtro e a perda de calor da câmara superior foi em grande parte não afetada.

[00114] As modalidades acima são descritas somente a título de exemplo. Muitas variantes são possíveis sem que se afaste do escopo da invenção, conforme é definido nas reivindicações em anexo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de extração de bebida caracterizado por compreender uma câmara superior e uma câmara inferior separadas por um filtro; sendo que a câmara superior compreende uma parede de perímetro e uma entrada e a câmara inferior compreende uma parede de perímetro e uma saída; e sendo que a parede de perímetro da câmara superior adjacente ao filtro se afunila para dentro, em direção ao filtro, por não mais que 10 graus, e a parede de perímetro da câmara inferior se afunila para dentro a partir de uma posição adjacente ou proximal ao filtro.

2. Dispositivo de extração de bebida de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o diâmetro máximo da parede de perímetro afunilada adjacente ao filtro ou a seção afunilada da câmara inferior proximal ao filtro ser entre 25% e 95% do diâmetro da parede de perímetro da câmara superior adjacente ao filtro.

3. Dispositivo de extração de bebida de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a câmara inferior se afunilar para dentro a partir da posição proximal ao filtro e sendo que há um comprimento curto da parede de perímetro não afunilada da câmara inferior, de modo que a seção afunilada da parede de perímetro comece no máximo 8 mm abaixo do filtro.

4. Dispositivo de extração de bebida de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a câmara inferior do dispositivo de extração de bebida compreender uma trajetória de fluidos desobstruída a partir do filtro até a saída.

5. Dispositivo de extração de bebida de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o volume da câmara superior ser de no máximo 500 ml.

6. Dispositivo de extração de bebida de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a parede de perímetro da câmara superior não ser afunilada.

7. Dispositivo de extração de bebida de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a parede de perímetro da câmara inferior se afunilar para dentro a partir da posição adjacente ao filtro.

8. Método para preparo de uma bebida caracterizado por compreender fornecer o dispositivo de extração de bebida, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e compreender as etapas de: a. Adição de um material de bebida extraível à câmara superior do dispositivo de extração de bebida; b. Adição de água ao material de bebida extraível na câmara superior para criar um extrato de bebida; e c. Coleta do extrato de bebida a partir da câmara inferior do dispositivo de extração de bebida.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o volume de água adicionada na etapa b) ser entre 100 e 400 ml.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a água ser adicionada a uma taxa de ao menos 1 ml/s.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado por o tempo de extração total ser entre 2 e 5 minutos.

12. Aparelho para o preparo de bebidas caracterizado por compreender: o dispositivo de extração de bebida, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7; um dispositivo de aquecimento de água; e um conduto de água, e sendo que o conduto de água é disposto em uso para liberar água aquecida pelo dispositivo de aquecimento de água na câmara superior do dispositivo de extração de bebidas através da entrada.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, sendo o aparelho caracterizado por ser um aparelho com filtro de gotejamento.

14. Método para o preparo de uma bebida caracterizado por compreender usar o aparelho para o preparo de bebida, conforme definido na reivindicação 12 ou 13, e compreender as etapas de: a. Adição de um material de bebida extraível à câmara superior do dispositivo de extração de bebida; b. Liberação de água aquecida pelo dispositivo de aquecimento de água através do conduto de água e até a câmara superior do dispositivo de extração de bebida para criar um extrato de bebida; e c. Coleta do extrato de bebida a partir da câmara inferior do dispositivo de extração de bebida.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o tempo de extração total ser entre 2 e 5 minutos.