BR122022015534B1 - Estação de conformação para uma máquina para fazer receptáculos compostáveis para produtos de infusão, e receptáculos compostáveis para produtos de infusão - Google Patents
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Abstract
estação de conformação para uma máquina para fazer receptáculos compostáveis para produtos de infusão, e receptáculos compostáveis para produtos de infusão. a presente invenção se refere a um método para fabricar um receptáculo compostável para produtos de infusão contempla preparar uma primeira (2) e uma segunda (3) folhas feitas de material biodegradável com propriedades de barreira de gás, conformar a primeira (2) e a segunda (3) folhas de forma a fazer pelo menos uma primeira (2a) e uma segunda porção côncava (3a), preenchendo a primeira porção côncava (2a) com uma quantidade predeterminada (4) de produto de infusão e juntando a primeira porção côncava (2a) à segunda porção côncava (3a) de forma que as respectivas concavidades sejam opostas uma à outra e definam um revestimento para o produto de infusão. as etapas de conformação da primeira (2) e da segunda (3) folhas contemplam umedecer pelo menos uma primeira porção da primeira folha (2) e uma segunda porção da referida segunda folha (3), configurando a primeira e a segunda porção de forma a fazer a primeira (2a) e a segunda porção côncava (3a) e secar a primeira (2a) e a segunda porção côncava (3a). também são descritas uma estação de conformação, uma máquina para fazer receptáculos compostáveis e o receptáculo compostável em si.
Description
[001] A presente invenção se refere a um método e a uma má quina de acondicionamento para fabricar um receptáculo compostável para produtos de infusão, e um receptáculo compostável para produtos de infusão.
[002] A área de aplicação principal da presente invenção é a in dústria alimentícia e, mais particularmente, o campo técnico da fabricação de receptáculos para produtos de infusão, tais como café, chá e semelhantes.
[003] Nos anos recentes, no campo de produtos de infusão, solu ções de acondicionamento tais como cápsulas e receptáculos têm se tornado cada vez mais populares à medida que os produtos são feitos para serem fáceis de usar com máquinas específicas que reduzem o tempo necessário para preparar a bebida.
[004] Das duas soluções principais, receptáculos têm sido consi derados preferíveis devido ao fato de que apenas material biodegradável (por exemplo filtro de papel) entre em contato com o produto. No entanto, o foco tem sido direcionado ao melhoramento da qualidade de cápsulas, tanto por razões de economia quanto pelo fato de que as cápsulas preservam melhor as propriedades organolépticas do produto.
[005] Com cápsulas, não é necessário qualquer acondiciona mento adicional exceto pela própria cápsula e, devido à sua natureza, provêem uma barreira de gás que preserva a qualidade do produto que contêm por um longo tempo.
[006] Por essa razão, alguns fabricantes decidiram, recente mente, modificar o conceito de "receptáculo", e iniciaram o desenvolvimento de versões que, embora continuem a apresentar o famoso de disco, são feitas de materiais tais como alumínio ou similares, capazes de prover uma barreira de gás.
[007] Infelizmente, esta solução conflita com o aumento significa tivo quanto à conscientização ambiental entre instituições e consumidores nos últimos anos.
[008] Portanto, atualmente, nenhuma das soluções disponíveis no mercado são capazes de combinar a qualidade de receptáculos feita de material de barreira com a sustentabilidade ambiental dos receptáculos convencionais, feitos de papel de filtro.
[009] O objetivo da presente invenção é, portanto, superar as des vantagens da arte da técnica mencionadas acima.
[0010] Em particular, o objetivo da presente invenção é prover um método e uma máquina de acondicionamento que possibilitem a fabricação de um receptáculo para produtos de infusão que seja tanto com- postável quanto proveja um efeito de barreira de gás.
[0011] O dito objetivo é alcançado com um método para fabricar um receptáculo compostável para produtos de infusão que tem as ca-racterísticas descritas em uma ou mais das reivindicações 1 a 5, e uma máquina de acondicionamento para fabricar um receptáculo compostá- vel para produtos de infusão tendo as características descritas na reivindicação 9.
[0012] Em particular, o método envolve preparar uma primeira e uma segunda folha de material biodegradável com propriedades de barreira de gás.
[0013] Preferencialmente, envolve uma etapa de conformar a refe rida primeira folha de forma a fazer pelo menos uma primeira porção côncava.
[0014] Preferencialmente, uma conformação da referida segunda folha de forma a fazer pelo menos uma segunda porção côncava está envolvida.
[0015] Preferencialmente, envolve preencher a primeira porção côncava com uma quantidade predeterminada de produto de infusão.
[0016] Preferencialmente, a primeira e a segunda porções cônca vas são juntas de forma que a respectivas concavidades sejam opostas uma à outra e definam um revestimento para o dito produto de infusão.
[0017] De acordo com um aspecto da presente invenção, as etapas de conformar a primeira e a segunda folha envolvem umedecer pelo menos uma primeira porção da referida primeira folha e uma segunda porção da referida segunda folha.
[0018] Preferencialmente, ademais, envolve configurar a referida primeira e a referida segunda porções de forma a fazer a referida primeira e a referida segunda porções côncavas.
[0019] Preferencialmente, uma etapa de secar a primeira e a se gunda porções côncavas está envolvida.
[0020] Vantajosamente, graças à etapa de umedecer, os compo nentes celulósicos do material biodegradável com propriedades de barreira de gás pode ser tornado mais maleável, de forma que as porções umedecidas possam ser configuradas por meio de cunhagem ou outros métodos conhecidos na arte da técnica.
[0021] Ademais, a subsequente etapa de secagem possibilita que o material umedecido e conformado cristalize, de forma que mantenha o formato correto para que seja preenchido, e o receptáculo selado.
[0022] Graças a esse método é possível, portanto, fabricar um re ceptáculo compostável com propriedades de barreira de gás de uma maneira simples e de baixo custo para o fabricante.
[0023] A matéria da presente invenção também compreende uma estação de conformação e uma máquina de acondicionamento para fabricar um receptáculo compostável para produtos de infusão compreendendo a referida estação de conformação.
[0024] A estação de conformação compreende uma unidade de ali mentação de pelo menos uma folha de material biodegradável com pro-priedades de barreira de gás.
[0025] Preferencialmente, pelo menos um dispositivo de umidifica- ção, para umidificar pelo menos uma porção da referida folha, e pelo menos um dispositivo de configuração, operacionalmente arranjado a jusante do dispositivo de umidificação, são providos.
[0026] De acordo com um aspecto da invenção, o dispositivo de configuração é dotado de um corpo de conformação configurado para dar à referida porção um formato côncavo.
[0027] Ademais, meios de aquecimento são preferencialmente providos e configurados para secar a referida porção parta que a referida configuração côncava seja mantida.
[0028] A máquina de acondicionamento é dotada de uma primeira estação de conformação configurada para prover uma primeira folha de material biodegradável com propriedades de barreira de gás dotada de pelo menos uma primeira porção côncava e com uma segunda estação de conformação configurada para prover uma segunda folha de material biodegradável com propriedades de barreira de gás dotada de pelo menos uma segunda porção côncava.
[0029] Ademais, uma estação de preenchimento é operacional mente arranjada a jusante da referida primeira estação de conformação e configurada para preencher a referida primeira porção côncava com uma quantidade predeterminada de produto de infusão.
[0030] Finalmente, uma estação de junção é operacionalmente ar ranjada a jusante da referida estação de preenchimento e é configurada para juntar a referida segunda porção côncava à referida primeira porção côncava de forma que as respectivas concavidades sejam opostas uma à outra e definam um revestimento para o dito produto de infusão.
[0031] Essas e outras características, juntamente com suas res pectivas vantagens, tornar-se-ão mais aparentes a partir da descrição exemplificativa e, portanto, não limitante a seguir de uma modalidade preferida e, portanto não exclusiva, de uma máquina e de um método para fabricar um receptáculo compostável para produtos de infusão de acordo com o que é mostrado nas figuras anexadas, nas quais:
[0032] - a Figura 1 mostra uma vista em perspectiva vertical es quemática de uma máquina de acondicionamento para fabricar um receptáculo compostável para produtos de infusão de acordo com a presente invenção;
[0033] - a Figura 2 mostra uma vista em perspectiva vertical esque mática de uma estação de conformação para a máquina de acondicionamento da Figura 1;
[0034] - as Figuras 3a e 3b mostram uma vista lateral de um recep táculo 100 fabricado com a máquina de acondicionamento da Figura 1 e uma única porção côncava pré-formada fabricada com a estação de conformação da Figura 2.
[0035] Com referência às Figuras anexadas, o número de referên cia 1 denota uma máquina de acondicionamento usada para implementar o método para fabricar um receptáculo compostável para produtos de infusão de acordo com a presente invenção.
[0036] A máquina 1, assim como o método de fabricação imple mentado pela mesma são, portanto, destinados ao uso na fabricação e produção de receptáculos compostáveis de uso único, do tipo utilizado para preparar bebidas, principalmente bebidas quentes, por infusão ou percolação.
[0037] De forma geral, o receptáculo 100 é um elemento composto por uma primeira porção côncava 2a e uma segunda porção côncava 3a que são juntas de forma que as respectivas concavidades sejam opostas uma à outra e definam um revestimento em seu interior, no qual uma quantidade predeterminada de produto de infusão é posicionada.
[0038] Deve ser notado que os receptáculos 100 fabricados com a máquina e o método de acordo com a presente invenção podem diferir em tipo e podem conter uma ampla variedade de produtos de infusão, tais como café (preferido), chá, chás de erva, e similares.
[0039] De um ponto de vista procedimental, primeiramente, uma primeira 2 e uma segunda folha 3 de material biodegradável com propriedades de barreira de gás são preparadas.
[0040] O termo "folha" é usado aqui para definir qualquer ele mento flexível tendo uma extensão planar e faces de dois níveis opostas uma à outra.
[0041] Deve ser notado que o termo "folha" é usado para englobar tanto elementos tendo uma extensão planar claramente definida quanto rolos de material nos quais a extensão do material é muito maior do que sua largura
[0042] O espírito da invenção destina-se a abranger tanto soluções "in line" quanto soluções mais estacionárias, nas quais folhas únicas de material são processadas discretamente.
[0043] A primeira 2 ou a segunda folha 3 de material biodegradável com propriedades de barreira de gás é preferencialmente feita de um compósito material apresentando um componente celulósico e um componente biopolimérico ou bioplástico.
[0044] O dito material não tem absolutamente nenhum conteúdo fóssil ou derivado do petróleo e pode, portanto, ser considerado totalmente compostável ou biodegradável de acordo com os mais rígidos requisitos da legislação nacional.
[0045] De acordo com uma modalidade preferida, o material biode gradável com propriedades de barreira de gás tem um peso de base entre 90 e 150 gramas.
[0046] Preferencialmente, o material biodegradável com proprieda des de barreira de gás compreende uma pluralidade de camadas sobrepostas, incluindo um ou mais dos seguintes: - um tecido não-tecido (non-woven fabric) compreendendo pelo menos 40% em peso de fibras biodegradáveis, e preferencialmente por peso total; - uma camada de adesivo adequado para entrar em con-tato com alimentos e, em qualquer caso, menos de 5% em peso do material; - um meio de barreira capaz de reduzir a permeabilidade ao gás, como pergaminho vegetal ou semelhantes.
[0047] As fibras biodegradáveis usadas podem ser escolhidas, por exemplo, a partir de um grupo contendo: - PLA (ácido polilático), - PHA (poli-hidroxialcanoatos); - PHB (poli-β-hidroxibutirato); - PHB (V) (poli-hidroxibutirato-co-hidroxivalerato); - PBS (polibutileno succinato); - biopoliester; - fibras celulósicas, como algodão, linho e fibras de madeira.
[0045] A camada adesiva, se presente, é preferencialmente do tipo acrílico.
[0048] O método para fabricar o receptáculo 100 deve, de forma geral, compreender uma etapa de conformação da primeira 2 e da segunda folha 3 de forma a fazer a primeira porção côncava 2a na primeira folha 2 e a segunda porção côncava 3a na segunda folha 3.
[0049] Preferencialmente, uma sucessão de primeiras porções côncavas 2a são feitas na primeira folha 2 e uma sucessão correspondente de segundas porções côncavas 3a são feitas na segunda folha 3.
[0050] Deve ser notado que tais etapas de conformação podem ser realizadas simultaneamente ou em etapas sucessivas, numa mesma estação ou em diferentes estações sem, em qualquer caso, se afastar do espírito da presente invenção.
[0051] De acordo com a invenção, as referidas etapas de confor mação da primeira 2 e da segunda folha 3 contemplam umedecer pelo menos uma primeira porção da referida primeira folha 2 e uma segunda porção da referida segunda folha 3.
[0052] Preferencialmente, a umidificação ou impregnação das porções das folhas 2, 3 é realizada direcionando pelo menos um fluxo de vapor a uma temperatura predeterminada contra a referida primeira e a referida segunda porções.
[0053] Alternativamente, no entanto, a etapa de umidificação pode ser realizada usando outros métodos. Por exemplo, a etapa de umidi- ficação pode ser efetuada pela nebulização de um líquido (por exemplo água desmineralizada) na folha 2, 3 ou pela impregnação da folha 2, 3 utilizando dispositivos específicos (banhos, rolos, esponjas).
[0054] De acordo com a modalidade preferida, a etapa de umede- cer a primeira ou a segunda porção é realizada direcionando dois fluxos de vapor separados que, preferencialmente, podem ser controlados e ajustados separadamente contra as duas faces de cada primeira 2 ou segunda folha 3.
[0055] Vantajosamente, isso possibilita que diferentes camadas de material biodegradável com propriedades de barreira de gás sejam im-pregnadas de diferentes maneiras.
[0056] A etapa de conformação adicionalmente envolve configurar a primeira e a segunda porção de forma a fazer a primeira porção côncava 2a e a segunda porção côncava 3a.
[0057] Em outras palavras, a porção anteriormente umedecida da primeira 2 e da segunda folha 3 é configurada, por exemplo por meio de uma punção, cunho ou similares.
[0058] Vantajosamente, desta forma, as frações celulósicas do ma terial são mais maleáveis e o risco de quebra é consideravelmente reduzido, enquanto mantêm-se velocidades de produção compatíveis com os tempos de ciclo necessários para atender às demandas do mercado atual.
[0059] Em seguida, ou simultaneamente ao processo de configu ração, a primeira 2a e a segunda 3a porções côncavas são secas.
[0060] Em outras palavras, A etapa de secagem envolve aque cer a primeira 2a e a segunda 3a porções côncavas, simultaneamente ou após a referida etapa de conformação, para cristalizar o formato do material que foi obtido.
[0061] As porções côncavas 2a, 3a obtidas da etapa de confor mação são então usadas para fabricar o receptáculo 100.
[0062] Em particular, a primeira porção côncava 2a é preenchida com uma quantidade predeterminada 4 de produto de infusão que, conforme previamente mencionado, pode variar em tipo.
[0063] Finalmente, a primeira porção côncava 2a, preenchida com a referida quantidade 4, é junta à segunda porção côncava 3a de forma que a respectivas concavidades sejam opostas uma à outra e definam um revestimento para o dito produto de infusão.
[0064] Portanto, vantajosamente, o método que é matéria da in venção possibilita a fabricação de um receptáculo 100 em que tanto a primeira 2a quanto a segunda porção côncava 3a são pré-formadas e feitas de material biodegradável com propriedades de barreira de gás.
[0065] Esse método é implementado, por exemplo, com a máquina de acondicionamento 1 que é matéria da invenção.
[0066] Essa máquina 1 compreende uma ou mais estações de con formação 5, 6, uma estação de preenchimento 7 e uma estação de junção 8.
[0067] Em particular, a máquina 1 compreende uma primeira esta ção de conformação 5 e uma segunda estação de conformação 6.
[0068] A primeira estação de conformação 5 é configurada para pro ver a primeira folha 2 de material biodegradável dotada da referida primeira porção côncava 2a, preferencialmente com uma sucessão de primeiras porções côncavas 2a.
[0069] A segunda estação de conformação 6 é configurada para prover a segunda folha 3 de material biodegradável dotada da referida segunda porção côncava 3a, preferencialmente com uma sucessão de segundas porções côncavas 3a.
[0070] Deve ser notado que a primeira 5 e a segunda estação de conformação 6 podem ser arranjadas em um dispositivo e podem agir simultaneamente nas duas folhas 2, 3, ou podem ser separadas fisicamente sem, em qualquer caso, se afastar do espírito da invenção.
[0071] Cada estação de conformação 5, 6 compreende uma uni dade de alimentação 9 da respectiva primeira 2 ou segunda folha 3 de material biodegradável com propriedades de barreira de gás.
[0072] Essa unidade de alimentação 9 é configurada para alimen tar a folha 2, 3 (ou a tira) ao longo de uma direção de deslocamento "A".
[0073] Ao longo da referida direção de deslocamento "A", há um dispositivo de umidificação 10 para umidificar pelo menos uma porção da respectiva primeira 2 ou segunda folha 3.
[0074] Preferencialmente, o dispositivo de umidificação 10 compre ende pelo menos um gerador de vapor 10a configurado para gerar um fluxo de vapor "V" que atinge a respectiva porção da primeira 2 ou segunda folha 3.
[0075] De acordo com a modalidade preferida, o dispositivo de umi- dificação 10 compreende dois geradores de vapor 10a arranjados opostos um ao outro, cada qual direcionado voltado a uma respectiva face da primeira 2 ou segunda folha 3.
[0076] Esses geradores de vapor 10a podem ser preferencial mente controlados separadamente, para possibilitar a diferenciação otimização da impregnação de cada face da folha 2, 3.
[0077] Alternativamente, no entanto, outros sistemas de umidifica- ção podem ser usados, tais como bocais de nebulização/aspersão ou rolos aplicadores (por exemplo com escovas ou esponjas).
[0078] Operacionalmente a jusante do dispositivo de umidificação 10, há um dispositivo de configuração 11.
[0079] O dispositivo de configuração 11 compreende pelo menos um corpo de conformação 12 e meios de aquecimento 13.
[0080] O corpo de conformação 12 é configurado para dar à porção impregnada da folha uma configuração côncava.
[0081] Os meios de aquecimento 13 são, pelo contrário, configu rados para secar a referida porção para que a referida configuração côncava seja mantida.
[0082] De acordo com a modalidade preferida, o corpo de confor mação 12 compreende pelo menos um cunho 12a (convexo) capaz de se mover de encontro a e para longe de um molde 12b (côncavo) com um formato mutuamente complementar.
[0083] Dessa forma, à porção da primeira 2 ou da segunda folha 3 é dada sua configuração côncava.
[0084] Preferencialmente, os meios de aquecimento 13 compreen dem um corpo de aquecimento 13a conectado ao dito cunho 12a e/ou ao dito molde 12b de forma a secar a porção côncava 2a, 3a da primeira 2 ou segunda folha 3 durante a configuração.
[0085] Preferencialmente, o corpo de aquecimento 13a é definido por pelo menos um elemento incorporado no cunho 12a ou no molde 12b.
[0086] De acordo com a modalidade preferida, o corpo de conforma ção 12 é configurado para exercer uma força compressiva entre 1000 e 3000 N.
[0087] O corpo de aquecimento 13a é, ao invés disso, preferenci almente configurado para aumentar a temperatura do cunho 12a ou do molde 12b a uma temperatura entre 50°C e 130°C durante a etapa de configuração.
[0088] Vantajosamente, dessa forma a configuração precisa das porções côncavas 2a, 3a é alcançada rápida e confiavelmente.
[0089] A invenção atinge seus propósitos pretendidos e, portanto, vantagens significativas são obtidas.
[0090] A estação de preenchimento 7 compreende um dispositivo de dispensação 7a, de um tipo conhecido no estado da técnica e, portanto, não é descrito em detalhes neste documento. O dispensador 7a pode ser do tipo para dispensar pesos ou volumes pré-determinados, ou do tipo cronometrado, sem em caso algum se afastar do espírito da invenção.
[0091] A estação de junção 8 pode, por sua vez, variar em tipo. Preferencialmente, um dispositivo de soldagem ultrassônica 8a (sono- trodo) é usado para evitar ou limitar a presença de adesivo.
[0092] No entanto, um selante térmico ou outro sistema conhecido na técnica anterior poderia ser facilmente usado em seu lugar.
[0093] Com efeito, dada a natureza consecutiva das etapas de umidificação e secagem, com a etapa de conformação realizada entre as mesmas, os riscos de fraturas e rupturas no material biodegradável, que não é adequado para conformação a seco devido aos seus componentes celulósicos, são reduzidos a um mínimo.
[0094] Além disso, realizar a etapa de secagem durante a configu ração significa que a configuração exata é mantida, facilitando a etapa de preenchimento e junção subsequente e libertando o fabricante da necessidade de usar sistemas de sucção ou aspiração para manter tal formato.
Claims (5)
1. Estação de conformação (5, 6) para uma máquina para fazer receptáculos compostáveis para produtos de infusão, caracterizada pelo fato de que compreende: - uma unidade de alimentação (9) para alimentar pelo menos uma folha (2,3) feita de material biodegradável com propriedades de barreira de gás; - um dispositivo de umidificação (10) para umidificar pelo menos uma porção da referida folha (2,3); - um dispositivo de conformação (11) operacionalmente arranjado a jusante do dispositivo de umidificação (10) e dotado de: - um corpo de conformação (12) configurado para trazer à referida porção uma configuração côncava; - meios de aquecimento (13) configurados para secar a referida porção, permitindo que a referida configuração côncava seja mantida.
2. Estação de conformação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo de o referido corpo de conformação (12) compreende pelo menos um cunho (12a) capaz de se mover de encontro a e para longe de um molde (12b) com um formato mutuamente complementar para dar à porção da folha (2, 3) a referida configuração côncava; os referidos elementos de aquecimento (13) compreendendo um corpo de aquecimento (13a) conectado ao referido cunho (12a) e/ou ao referido molde (12b) com o propósito de secar a porção da folha (2, 3) durante o processo de conformação.
3. Estação de conformação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de umidificação (10) compreende pelo menos um gerado de vapor (10a) configurado para gerar um fluxo de vapor (V) aquecendo a referida porção de folha (2, 3).
4. Estação de conformação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de umidificação (10) compreende meios de umidificar selecionado dentre a lista de rolos, escovas ou esponjas configurados para impregnar pelo menos uma primeira a referida porção de folha (2).
5. Receptáculo compostável para produtos de infusão, ca-racterizada pelo fato de que compreende: - uma primeira porção côncava (2a); - uma segunda porção côncava (3a) junta à referida primeira porção côncava (2a) de forma que as respectivas concavidades sejam opostas uma à outra e definam um revestimento; - uma quantidade predeterminada (4) de produto de infusão arranjada dentro do referido revestimento; sendo que a referida primeira (2a) e a referida segunda porção côncava (3a) são, cada, feitas de material biodegradável pré-for- mado com propriedade de barreira de gás.
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