BRPI0620516B1

BRPI0620516B1 - Cartucho para um aparelho dispensador de bebida, método para preparar uma bebida e aparelho dispensador de bebida

Info

Publication number: BRPI0620516B1
Application number: BRPI0620516-0A
Authority: BR
Inventors: Doglioni Majer Luca
Original assignee: Tuttoespresso S.P.A.
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2018-04-03
Also published as: JP5084740B2; WO2007063411A3; JP5377719B2; CN102551536B; US9248954B2; TWI478685B; EP2628694A1; RU2438949C2; ES2643905T3; NZ577053A; AU2006321277A1; CN102551536A; EP1960293B1; EP1960293A2; EP2628694B1; EP1792849A1; BRPI0620516A2; HK1121119A1; JP2009517158A; CN101316772A

Abstract

cartucho para um aparelho dispensador de bebida, método para preparar uma bebida e aparelho dispensador de bebida. a presente invenção provê um cartucho para uma máquina dispensadora de bebida tendo meios de saída (9b, 14) que são abertos por uma ação combinada de compressão mecânica e pressurização interna do cartucho.

Description

(54) Título: CARTUCHO PARA UM APARELHO DISPENSADOR DE BEBIDA, MÉTODO PARA PREPARAR UMA BEBIDA E APARELHO DISPENSADOR DE BEBIDA (73) Titular: TUTTOESPRESSO S.P.A., Sociedade Italiana. Endereço: Via Trieste, 49,1-21042 Caronno Pertusella, ITÁLIA(IT) (72) Inventor: LUCA DOGLIONI MAJER

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 03/04/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 03/04/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente ^ν

CARTUCHO PARA UM APARELHO DISPENSADOR DE BEBIDA, MÉTODO

PARA PREPARAR UMA BEBIDA E APARELHO DIS PENSADOR DE

BEBIDA.

Campo da Invenção

A presente invenção se relaciona a um cartucho e método de preparar bebidas quentes e frias, e também a um método para dispensar tais bebidas.

Há dois modos básicos de preparar café em uma máquina dispensadora: carregar os ingredientes em granel, tal como café em grão, ou ingredientes solúveis em granel, prontos para preparo, e em alguns casos (tal como precipitado de café) embalados ou dispostos em cartuchos, i. e. em uma cápsula ou envelope tendo uma certa quantidade de produto. O produto no cartucho pode ser, por exemplo, café moído ou um produto de folha, ou um ingrediente solúvel, tal como chocolate ou cappucino.

A utilização de cartuchos tem a vantagem de manter selado um preparado de café (quer moído ou solúvel) em sua melhor condição, mantendo o máximo de sabor e aroma, enquanto mantidos no cartucho ou envelope.

Um problema de usar cartuchos reside no fato de produzir uma boa quantidade de creme.

Outro problema reside no fato de os cartuchos serem autoselantes. Os cartuchos são providos com meios selantes que proveem uma selagem sem usar meios recipientes separados. O meio selador eficientemente sela o conteúdo do cartucho do ar, e ao mesmo tempo pode ser facilmente aberto, no instante de usar o cartucho.

Um problema adicional constante em particular com aqueles cartuchos contendo um produto moído ou de folha reside no fato de melhorar as condições de preparação, e permitindo obter uma bebida melhor, que é particularmente importante em café.

A WO 02/076270 descreve um sistema para preparar uma bebida a partir de um produto em cartucho descartável em combinação com um dispositivo de coleta, incluindo um meio de coleta projetado para conter o cartucho, onde se provê pelo menos um arranjo restritor na saída da cápsula para propiciar um fluxo controlado de saída de bebida a partir do cartucho. Conquanto este sistema garanta uma qualidade de mistura superior para bebida, tal sistema não se mostra muito flexível.

A WO 204/030499 do mesmo inventor descreve um aparelho e método para preparar uma bebida, onde um êmbolo trespassa a parede de base do cartucho por uma abertura de saída e gera uma restrição em conexão com a citada abertura com dimensões específicas que provê o produto pelo menos em 75% do tempo de dispensa.

Esta cápsula e as mencionadas anteriormente têm o problema de requerer um êmbolo - um membro perfurante para abrir uma abertura de saída na parede de base da cápsula.

Na EPA 1555218, a parede de base da cápsula tem uma área na qual a espessura é menor que da parede de base remanescente; onde há uma pluralidade de ranhuras; uma vez que a pressão dentro da cápsula alcance um valor suficiente, a porção mais fina da parede de base se rompe ao longo das ranhuras e provê um meio de saída para a bebida.

Esta configuração tem o problema de a porção mais fina incluindo ranhuras não garantir uma selagem confiável da cápsula, onde a porção mais fina e as ranhuras de ruptura são facilmente rompíveis por acidente.

Portanto, há necessidade de melhores método e cartucho para preparar e dispensar bebidas de maneira fácil, confiável, e de baixo custo.

Um objetivo da presente invenção é resolver os problemas acima e prover um método e cartucho dispensador melhores que propiciem uma excelente bebida a partir de um ou mais ingredientes.

objetivo é alcançado pela presente invenção que provê um cartucho para um aparelho dispensador de bebida de acordo com a reivindicação 1.

A invenção também provê um método de preparar bebidas em um cartucho dispensador de acordo com a reivindicação 10.

De acordo com a invenção, o cartucho de um aparelho dispensador de bebidas tem um meio para alimentar água ao citado cartucho, preparar a citada bebida e aumentar a pressão dentro do citado cartucho, e um meio de saída de bebida para descarregar a citada bebida do citado cartucho, onde o citado meio de saída pode suportar uma deformação mecânica para o lado de dentro do cartucho aplicada ao cartucho por compressão, assim que este tenha sido colocado no aparelho e se encontre na etapa de dispensar, antes de a água quente ser alimentada. O meio de saída, em primeiro lugar, é deformado, rompido e aberto depois de provido o cartucho de água, pela ação combinada de deformação mecânica mais a elevação de pressão dentro do citado cartucho.

Isto resulta em uma cápsula mantida fechada e sob pressão de água quente, por um período de tempo que pode ser poucos segundos, i.e. 3 ou mais segundos, antes de ser aberta pela pressão interna. Graças a isto, a qualidade de bebida é substancialmente melhorada.

Em uma configuração preferida, os meios de saída são porções da parede de base do cartucho definidas por ranhuras, que são suficientemente grossas para suportar a força de compressão e se romper pela aplicação adicional de uma força gerada pela pressão interna.

Para aplicar as forças às saídas, estas são preferivelmente providas com porções protuberantes que se estendem da parede de base, de modo que a parede de base da cápsula seja suportada por estas porções protuberantes, quando o cartucho for colocado em um elemento externo, tal como na unidade de coleta de bebida i.e. uma unidade que coleta a bebida proveniente do cartucho aberto.

Alternativamente, as partes protuberantes podem ser localizadas ou integradas à unidade de coleta do cartucho. No entanto, é preferível que as porções protuberantes sejam integradas âs saídas do cartucho.

/10

O elemento de coleta é provido com uma porção perfurada da parede de base do cartucho, para comprimir e deformar o cartucho para o lado de dentro. A força aplicada pelo elemento externo não é suficiente per se para abrir o meio de saída, rompendo a parede de base ao longo das ranhuras acima mencionadas, que suportam a deformação mecânica da parede do cartucho.

Quando o cartucho é pressurizado com a água pressurizada, a pressão interna do cartucho é contra-balanceada pela força de reação exercida pelo elemento externo sobre as porções de parede de base suportadas nas projeções pelo elemento de coleta de bebida. Onde a parede de base nao contata a unidade de coleta, uma força de corte é gerada rompendo a parede de base ao longo das citadas ranhuras, e abrindo os meios de saída do cartucho.

Em outras palavras, quando se conseguir uma certa pressão dentro do cartucho, as porções da parede lateral não suportadas pela unidade de coleta que aloja o cartucho são inclinadas para o lado de fora do cartucho, enquanto as porções da parede de base suportada pela unidade de coleta ou elemento externo (e já inclinada pelo mesmo elemento para o lado de dentro) resistem à citada deformação, causando o rompimento da parede ao longo das ranhuras neste lugar.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, provê-se um método para di spensar bebida que se caracteriza pelo fato de fluir a citada bebida para os citados meios de saída, através de pelo menos uma passagem localizada dentro do citado cartucho, entre a citada câmara de preparo de bebida e o citado meio de saída, e temporariamente e pelo menos parcialmente obstruir a citada pelo menos uma passagem com um elemento de obstrução até alcançar uma pressão suficiente para deformar e/ou romper o citado elemento de obstrução da citada passagem para o citado meio de saída.

Para os propósitos da invenção o termo passagem se refere a qualquer espaço na câmara de preparação ou dissolução e aos meios de saída do cartucho através dos quais a bebida flui. De acordo com uma configuração preferida, a passagem é definida pela parede de base do cartucho e por uma área sem orifícios do suporte de filtro, o elemento de obstrução sendo uma parede que se estende entre a citada parede de base e a citada área total do suporte do filtro. A parede de obstrução pode ser deformada para abrir uma passagem em um ou mais pontos, qual passagem se localiza entre o suporte do filtro com orifícios e os meios de saída, i.e. ao longo da trajetória de fluxo da bebida.

O sistema de dispensar bebidas de acordo com a invenção resulta em um número de vantagens.

A primeira vantagem é o fato de prover uma melhor selagem 15 do cartucho. Em virtude de as aberturas de saída serem abertas por uma ação combinada de compressão mecânica e pressão com êmbolo, as aberturas podem ser suficientemente grossas para prover a requerida selagem da base da cápsula, diferentemente da técnica conhecida, onde as aberturas precisam ter linhas fraturãveis finas para garantir sua abertura sob pressão.

Uma vantagem adicional é fato de a qualidade do creme ser melhorada com o cartucho da presente invenção.

Outra vantagem, inter alia, é o tempo de preparação da bebida ser estendido com respeito ao tempo requerido pelos métodos conhecidos, ceteris paribus, que provê uma melhor extração de café moído e uma melhor dissolução de produtos solúveis, enfim produzindo uma bebida melhor. As características e vantagens adicionais da invenção serão mais evidentes a partir da descrição que se segue, que será dada em caráter exemplar não-limitante em conexão com os desenhos anexos, nos quais:

A figura 1 é uma vista de topo do lado de dentro da cápsula;

A figura 2 é uma vista em perspectiva ampliada da porção de cápsula da figura 1;

A figura 3 é uma vista a partir da base da cápsula da figura 1;

As figuras de 4 a 6 são vistas ao longo de diferentes planos de corte longitudinal da cápsula das figuras de 1 a 3;

A figura 6A é uma vista em corte transversal de uma configuração adicional do cartucho;

A figura 7 é uma vista em corte transversal esquemática de um cartucho em uma etapa de abertura mecânica e por pressão;

A figura 8 é uma vista da configuração da figura da etapa seguinte;

A figura 9 é uma vista em perspectiva esquemática de um dispositivo de coleta e êmbolo para a configuração das figuras 1-6;

A figura 10 é uma vista em corte transversal da cápsula da dispositivo 1 e um dispositivo de coleta e êmbolo;

As figuras 10A e 10B mostram uma vista em perspectiva em corte transversal da porção superior do dispositivo de coleta da figura 9;

0 A figura 11 é uma vista lateral da cápsula da figura 1 em uma primeira configuração;

A figura 12 é uma vista lateral da cápsula da figura 1 em uma segunda configuração; e

As figuras 13 e 14 mostram uma configuração adicional de um dispositivo de coleta de acordo com a invenção.

Com referência aos desenhos, o cartucho 1 compreende uma porção inferior 2 e uma porção de topo 3 fixadas por qualquer meio adequado - i.e. coladas, soldadas etc. , para prover um recipiente para o produto de bebida.

0 A porção de topo 3 é mostrada tendo uma lâmina seladora 4 a ser perfurada por elementos perfurantes 5 - i.e. uma pluralidade de meios perfurantes, quando um fluxo de água é alimentado a partir de uma bomba; esta configuração está descrita na patente co-pendente PCT/IT2004/000503 depositada em 17 de setembro de 2004 para Tuttoespresso. No entanto, o escopo da presente invenção não se limita às configurações descritas, i.e. tal como a presença de orifícios ou ao uso de meios perfurantes não-pertencentes ao cartucho, que podem ser usadas na presente invenção e que se encontram no escopo de proteção desta patente. Na verdade, aqueles cartuchos têm uma porção de topo provida com uma pluralidade de orifícios e são embalados em recipientes separados e selados, que estão contidos no escopo de proteção da invenção, porque os mesmos incluem meios de aumentar a pressão interna na forma de saídas seladas reivindicados, que serão tratados nesta.

As figuras 4 a 6 também mostram um filtro 8 e um elemento suporte de filtro 7 inseridos na porção inferior 2 do cartucho 1 e posicionados em uma pluralidade de nervuras que se estendem para cima a partir da parede de base 9 do cartucho 1. Estas nervuras serão melhor detalhadas com referência às figuras 1 e 2.

A parede de base 9 é internamente provida com uma nervura na forma de parede circular 10, que se estende substancialmente verticalmente para cima (figuras 4 e 6) topando o elemento suporte de filtro 7. Uma parede circular 10 provida com uma pluralidade de aberturas ou espaços faltantes pode ser usada.

Na configuração mostrada, uma parede 10 tem porções deformáveis que viram aberturas quando água é alimentada ao cartucho. O suporte de filtro 7 mostrado é provido com uma pluralidade de orifícios 11 somente na porção definida pela parede circular 10 e que não está na área central do filtro. Assim, a câmara de preparo de bebida 12 definida pela porção de topo 3 e pelo elemento suporte de filtro 7 é conectada por orifícios 11 a uma câmara de pressão 13 definida pelo elemento suporte de filtro 7, pela parede circular 10, e pela parede de base 9. Quando a água é alimentada â câmara de preparação 12, a água se mistura com o produto na câmara, e a bebida resultante flui pelos orifícios 11 para a câmara de pressão 13.

De acordo com um aspecto da invenção, provê-se pelo menos uma passagem P que conecta a câmara de preparo de bebida 12 com os meios de saída 14. Na configuração mostrada,

4¼ tais passagens são definidas por nervuras ou paredes internas 10B que se estendem verticalmente da parede de base 9 para o suporte de filtro 7 para canalizar a fluxo de bebida 12 para a parede circular 10. A passagem P é provida com um meio de obstrução para temporariamente impedir que a bebida flua da câmara 13 para o meio de descarga de saída de cartucho 14 antes de alcançar uma pressão interna suficiente.

Em outras palavras, o meio de obstrução atua como um meio 10 de aumento de pressão, e uma vez alcançada a pressão adequada no cartucho, o meio de obstrução se deforma e/ou se contrai, e permite que a bebida flua para as aberturas de saída através da passagem P.

Nesta configuração, o meio de obstrução é uma porção 15 circular 10A da parede circular 10, que se estende entre as paredes 10B - deformável, usualmente plasticamente deformável ou contraível, sempre que a pressão na câmara de pressão 13 alcance um valor suficiente (3 a 20 bar) .

Quando as porções de parede 10A se deformam e 20 parcialmente se achatem, a bebida flui através da passagem P para a área circular externa 10, entre a parede 10 e a parede da porção inferior 2 do cartucho.

Em outras palavras, as porções de parede 10A obstruem temporariamente as passagens P para os meios de saída de cartucho. Uma vez deformados os meios de obstrução 10A pela bebida pressurizada na câmara 13, resulta um elemento restritor definido pela passagem P que deixa a bebida fluir para o meio de saída 14. Ademais, a presença de um meio restritor é benéfica em termos de qualidade da bebida.

Como já mencionado, a presença da porção deformável 10A da parede 10 é um aspecto preferido da invenção.

Pelo menos uma abertura de saída é provida na parede de base 9 para descarregar a bebida preparada a partir do cartucho para a unidade de coleta, eventualmente para um recipiente final (um copo ou xícara).

De acordo com a invenção, a parede de base 9 do cartucho ή3^ν é provida cora uma pluralidade de saídas dispensadoras definidas por ranhuras ou linhas fraturáveis 15. Nas figuras, as saídas requeridas 14 são localizadas na periferia da parede de base 9, no entanto (figura 6A) uma única saída 9B, ou uma combinação de saída central 9B e saídas periféricas 14 pode ser usada para o propósito da invenção.

Para abrir uma ou mais aberturas de saída (9B, 14), estas porções da parede de base 9 são providas com elementos protuberantes que, na configuração preferida mostrada, são integrados às porções de abertura 9B ou 14 e formados, por exemplo, através de uma parte em cunha das citadas porções de abertura. Em outras palavras, a parede de base 9 com as porções 9B e 14 definidas pelas linhas de fratura 15 se estendem externamente para prover uma porção protuberante. Para que as porções 9B e 14 não caiam na unidade de coleta, provê-se um meio de retenção para conter as citadas porções na parede de base 9 da cápsula. Na configuração, os citados meios de retenção são articulações integradas 16. Deve ser aparente que as articulações podem ser obtidas por meios adequados, i.e. que se conformem à correspondente porção interna da parede de base.

De acordo com a invenção, as porções de descarga de saída de cápsula 9B e 14 são abertas por uma ação combinada de pressão mecânica transmitida por uma porção do assento à cápsula de uma unidade de coleta 17 (figuras 9 a 10B) e aumento de pressão interna dentro do cartucho.

Se além de usar o aspecto da invenção de pressão mecânica e aumento de pressão interna para abrir as saídas, a cápsula é provida com uma parede contraível 10 como discutido acima, e o preparo da bebida envolve duas etapas para aumentar a pressão interna: a) _ provocar a deformação de porções 10A da parede circular 10 para abrir a passagem P; e b)_ prover a abertura das porções de saída 14 da parede de base 9 do cartucho da invenção. Na figura 6A uma outra configuração é mostrada, onde

Ί6^ a área central 7C do suporte de filtro é maior que das figuras 5 e 6. A parede de base 9 é provida com uma parede circular 10 como descrito acima, e com uma parede circular adicional 10C posicionada em torno de um meio de saída central 9B. A passagem aqui tem a parede 10C como elemento de obstrução temporário, deformada pela pressão da bebida. A saída 9B é definida por ranhuras 15 e provida com uma porção em cunha 14A para sua abertura. Nas configurações da invenção, um cartucho tem pelo menos uma abertura de saída que pode ser provida centralmente ou perifericamente (como na configuração discutida acima) ou em ambas localizações. Ressalte-se que a presença de da parede 10C ou porções de parede contraíveis 10A é um aspecto adicional, possivelmente e opcionalmente adicionado (ou uma alternativa possível) com respeito ao aspecto da presença das porções protuberantes nas aberturas de saída, ou em correspondência com estas.

Na presente configuração, a água inicialmente entra no cartucho por uma pluralidade de orifícios providos na porção de topo 3, prepara a bebida dissolvendo o produto da bebida na câmara 12 e fluindo as bebida através de orifícios 11 para a câmara 13, (abrindo a passagem obstruída P definidas pelas paredes 10A e 10B, se houver) . Uma vez a bebida no cartucho chegando na pressão suficiente, as saídas 9B e 14 são abertas.

As uma ou mais porções de saída 9B e 14 da parede de base 9 têm uma ranhura 15 que define a porção da parede a ser aberta para passar a bebida. A abertura das saídas 14 é feita, em parte, com um elemento externo que move as porções da parede de base 9 correspondentes às aberturas 9B e 14, para dentro do cartucho. Este elemento externo se encontra na forma de uma porção de unidade de coleta 17 para bebidas, como nas figuras 9-10B e 13-14. Para abrir as saídas 9B e 14, com uma combinação de pressão interna e externa (para dentro através de pressão mecânica e para fora com água pressurizada), havendo ademais um elemento protuberante para aplicar as forças requeridas sobre as porções de saída. Como mencionado, preferivelmente, se obtendo isto provendo porções protuberantes 14A para o cartucho ou elemento externo, i.e. a unidade de coleta, ou ambos.

Como mostrado nas figuras, as aberturas de saída 9B e 14 são preferivelmente providas com uma porção protuberante 14A que nesta configuração preferida é integrada com as porções de abrir as saídas 9B e 14. A configuração viceversa contempla a presença das correspondentes projeções na unidade de coleta do cartucho. Na verdade, as projeções podem ser localizadas na parede de base 9 adjacente às ranhuras 15, mas fora das saídas 9B ou 14, de modo a concentrar as forças de corte nas ranhuras e abrir as saídas de dentro para fora; no entanto a configuração previamente descrita com projeções integradas nas saídas são altamente preferidas para prover maior facilidade de funcionamento, confiabilidade, e limpeza.

As porções protuberantes 14A são preferivelmente

0 conformadas, de modo a concentrar as tensões de deformação em uma parte da ranhura 15 e tornar mais fácil a abertura das saídas; uma forma preferida da porção protuberante é a forma de cunha mostrada nas figura. Em outras palavras, a parede de base 9 em correspondência com as porções 14 definidas pelas ranhuras 15 se estende para fora para prover porções protuberantes 14A em cunha. Com referência às figuras 9 e 10B, é mostrada uma unidade de coleta de bebida 17 de acordo com a invenção. Esta unidade é provida com uma parte superior 21 que

0 aloj a o cartucho e uma parte inferior 2 2 que compreende um êmbolo e pelo menos um duto ou um meio similar para dispensar a bebida a um recipiente de bebida final, tal como um copo ou xícara, ou a um meio adicional de coleta (não mostrado) . A parte 21 é acoplada à parte 22 por qualquer modo conhecido, por exemplo, soldada ou mecanicamente, tal como com uma trava baioneta.

A porção inferior 22 do meio de coleta e dispensa compreende uma câmara de coleta circular 23 coaxialmente arranjada em torno de um pistão central 20 em uma câmara de coleta central 20 A e um ou mais dutos de dispensa para direcionar a bebida para um copo ou xícara.

Na configuração descrita em conexão com as figuras, a configuração aqui é mostrada somente com caráter exemplar, uma câmara circular 23 tem uma parede inclinada, i.e. uma parede de base 18 disposta em um plano angulado em relação ao plano horizontal da unidade 17. A câmara 23 é usada para dispensar café, e a parede de base 18 direciona a bebida coletada para um orifício de saída 24 conectado a um duto de dispensa 19. A câmara 20A é conectada ao duto 19A, e usada para dispensar bebidas de produtos solúveis, (chocolate ou cappuccino), ou a porção de leite de um cappuccino, enquanto a porção de café é obtida de outra parte do cartucho. Em outras configurações, de acordo com a invenção, provê-se apenas uma única câmara de coleta.

A parte superior do dispositivo de coleta 17 (figuras 10A e 10B) é provida com paredes verticais laterais 25 e uma parede horizontal anular de base 26, perfurada e posicionada acima da câmara de coleta 23. A parede anular vertical 26 suporta as porções protuberantes 14A das saídas anulares 14, e um pistão central 20 suporta a porção protuberante 14A da saída 9B, se houver (figura 6A), ou suporta a parte central da parede de base do cartucho 9 para que esta não se deforme quando não houver saída (figura 10).

O comprimento L da parede 25 que se estende entre a parede horizontal 26 e a porção de extremidade 27 da citada parede é menor que a soma do comprimento Ll da parede vertical 2 do cartucho (onde, Ll segue da superfície inferior da parede vertical do flange 2A para a extremidade de base da parede figura 4) com o comprimento L2 da parte protuberante 14A do meio de saída que se estende sob a parede 2 (figura 4),

i.e. L< L1+L2.

Preferivelmente, o valor de L é maior que de LI (L> Ll). Como mostrado esquematicamente na figura 10, isto resulta no fato que pelo menos a parte da parede de base 9 adjacente às saídas 14 (ou 9B) e porções protuberantes 14A não esta em contato com o meio suporte, i.e. a parede circular perfurada ou flange 26, mas em vez disso, sob pelo menos a citada seção de parede 9 deve haver um espaço suficiente para permitir um movimento da citada parede. Pode haver um elemento metálico externo para alojar a unidade de coleta 17, quando esta for feita de plástico e não suportar as forças que atuam sobre o cartucho. Neste caso, a borda de topo do elemento metálico 36 (mostrado em linhas tracejadas na parte esquerda da figura 10) contata o flange 2A do cartucho, e o comprimento L leva em conta o comprimento adicional da borda 27 do elemento 21 à borda do elemento metálico 36. Em outras palavras, se o elemento de aloj amento 3 6 estiver presente, o comprimento da parede 25 do elemento 21 será tal que a borda 27 será ligeiramente mais baixa que a borda do elemento 36 e o flange 2A alcança o elemento 36 (em linhas tracejadas na parte esquerda da

figura 10) .	Nesta configuração,	o	comprimento	L será
a distância	da parede	perfurada	26	à borda	de	topo do
elemento 36. Em qualquer	caso de	diferença	nos	ι acima	mencionados

comprimentos, L, Ll, L2 serão tais que, com o cartucho no elemento de coleta 17 comprimido contra a extremidade 2 7 da parede 25 (ou extremidade do elemento 36) para prover a selagem requerida antes de alimentar água para o cartucho, a parede 26 força as porções protuberantes 14A das saídas 14 deslocando as mesmas para cima, i.e. para o topo do cartucho, provavelmente com outras áreas do cartucho. Nesta condição, que também está mostrada esquematicamente na figura 7, os meios de saída ainda não estão abertos, e as ranhuras 15 ainda estão intactas ou substancialmente intactas. Em outras palavras, os meios de saída 14 e 9B podem suportar a força de compressão exercida pelo elemento de coleta de bebida, quando o cartucho estiver na unidade de coleta e comprimido pelo aparelho na etapa anterior de a água alimentar o cartucho, i.e. na etapa imediatamente anterior de iniciar a bomba de água da máquina dispensadora.

Nesta etapa, a água ainda não foi alimentada ao cartucho. Uma vez iniciada a etapa de alimentação de água, a pressão dentro do cartucho aumenta por não haver saída para a água alimentada ao cartucho. A pressão dentro do cartucho pelo líquido exerce uma força às paredes de base e lateral do cartucho; pelo fato de a parede de base ser afastada da parede circular 26 da porção superior 21 da unidade de coleta, esta pode ser baixada. Por conseguinte, a pressão interna do cartucho força para baixo a parede de base 9, em direção à parede circular perfurada 26 e ao pistão 20 (figura 10).

A ação combinada de pressão mecânica da parede 26 sobre os elementos protuberantes 14A com a pressão no cartucho sobre a parede de base 9, resulta na ruptura das ranhuras, i.e. nas linhas de ruptura 15 e na abertura dos meios de saída 14 e/ou 9B (figura 8).

As figuras 11 e 12 respectivamente mostram um cartucho antes e depois de aberto pela superfície 26 do dispositivo de coleta 17. Quando o cartucho estiver fechado e pronto para uso (figura 11) , as porções protuberantes 14A se estendem da base 9 do cartucho 1, enquanto selam as aberturas de saída 14. Quando o cartucho é submetido a um ciclo de dispensa de bebida (figura 12), a parede ou flange 26 da unidade 17 é pressionado contra as porções protuberantes 14A para conseguir junto com a pressão formada no cartucho pela água, uma separação parcial das citadas porções protuberantes 14A da base do cartucho 9, abrindo as saídas 14 (figuras 11 e 12). A parede 26 atua como embolo e move as porções protuberantes 14 para dentro do cartucho até a superfície 26 do êmbolo se encostar à base 9 do cartucho 1. Por conseguinte, as saídas 14 são abertas pelo menos parcialmente. A seta na figura 12 mostra uma possível trajetória para o fluxo de bebida através das saídas 14.

As observações acima se aplicam mutatis mutantis 5 à configuração provendo adicional ou alternativamente uma abertura de saída central 9B com uma porção protuberante

14A (figura 6A) . Neste caso, como mencionado acima, a porção protuberante 14A da saída 9B atua do mesmo modo que as porções protuberantes das saídas 14.

A configuração mostrada nas figuras 9 e 10 é provida com um pistão 20, localizado centralmente na parede 9 e espaçado desta, de modo a prover um suporte para a parede 9, durante a etapa de pressurização, e o espaço requerido sob o mesmo, no caso de uma saída localizada centralmente

9B, a parede de base do cartucho será correspondentemente modificada e o lado de topo do pistão terá um comprimento suficiente para abrir a correspondente saída 9B, com o mesmo procedimento acima. Para ajudar a deixar a bebida sair pela saída 9B, a área adjacente da parede de base 9 será preferivelmente provida de ranhuras ou nervuras para a bebida fluir.

A presente invenção, portanto, provê uma traj etória incluindo um restritor ao longo da trajetória de bebida, o citado restritor tendo uma abertura de saída obtida após romper as ranhuras 15 formando uma passagem estreita entre a saídas abertas 14 e 9B e o flange perfurado da unidade de coleta (ou parede) 26 e/ou pistão 20.

tempo de abertura do cartucho, i.e. o período de tempo entre começar a bombear água e abrir as saídas pode ser ajustado ceteris parinus por uma apropriada seleção do desenho e material do cartucho e da unidade de coleta 17. Materiais adequados para as cápsulas da invenção são PP homo/co-polímeros e HDPE (polipropileno de alta densidade) com uma resistência à tração de 23 a 2 9 MPa para co-polímeros, e 32 a 36 para homopolímeros. Materiais preferidos são misturas de co-polímeros e homopolímeros de polipropileno em uma mistura homo/co16 polímeros em uma faixa de 30:70 a 50:50, a citada mistura tendo uma resistência à tração de 27 a 31 MPa.

As porções protuberantes 14A têm uma altura máxima (i.e., extensão na qual se estendem da parede de base 9) na faixa de 1,2 a 4,2 mm, preferivelmente 2,0-3,0 mm. 0 valor de deformação mecânica, i.e. da deformação ou deslocamento das saídas de cartuchos na etapa de alimentar água, preferivelmente deve ser 0,5 a 2,5 mm, dependendo do material plástico.

Em uma configuração preferida, a altura máxima da porção de cunha 14A L2 é 2,5 mm, a diferença (L1+L2)-L é 1,7 mm. Isto significa que, quando comprimidas antes de alimentar água para os cartuchos, as projeções se deformam, mas não são mais levadas completamente para dentro do cartucho; há cerca de 0,8 mm de porções protuberantes 14A que ainda se estendem da parede de base do cartucho, i.e. as saídas ainda não estão abertas. Com este valor de deformação, as saídas ainda permanecem fechadas, quando a água for alimentada para o cartucho, e se rompendo somente após alcançar uma certa pressão; na configuração mostrada tal pressão é cerca de 6 a 8 bar e a saída se abre rompendo as ranhuras 15 depois de cerca de 3 segundos.

A configuração discutida acima é particularmente útil para preparar café fresco a partir de café moído, mas os mesmos aspectos poderão ser usados com outros produtos para preparar bebidas.

As figuras 13 -14 mostram uma configuração adicional de um dispositivo de coleta de acordo com a invenção; neste dispositivo, a parte superior 21, já discutida na unidade de coleta, foi externamente modificada no alojamento de cartucho 28 para ser inserida em uma unidade de coleta 32 de máquinas manualmente operadas do tipo usado em bares. A estrutura básica do elemento 28 é igual a do elemento 21 da unidade de coleta mostrada nas figuras 9 e 10.

Como mostrado, o alojamento de cartucho 28 é provido com um flange inferior tendo uma parede perfurada 26 e dois assentos 29 e 30 para abrigar duas gaxetas. O elemento 28 é alojado em um adaptador 31, posicionado na unidade de coleta 32 que é usada com um alimentador de agua 33 de uma máquina de café comercialmente disponível.

Uma haste 35 (ou elemento similar) é provida na base da unidade de coleta 32. Esta haste tem o mesmo propósito do pistão 20 na unidade de coleta 17, i.e. prover um suporte à parede de base 9 do cartucho, evitando que esta se deforme para fora, quando a água quente pressurizada for alimentada ao cartucho, deixando o fluido fluir para fora da unidade 32.

Quando o cartucho for inserido no alojamento 28 na unidade de coleta 32 e na unidade 32 inserida no alimentador de água 33 (figura 4) , o cartucho será comprimido de modo a deformar a porção em cunha 14A do cartucho para o lado de dentro, sem abrir as saídas 14. Em uma configuração preferida, a diferença (L1+L2)-L é igual a 1,7 mm, como mencionado acima, pela configuração de máquina automática usando a unidade de coleta 17. De novo, com este valor de deformação, a saída ainda permanece fechada antes de alimentar água ao cartucho, e somente se rompe depois de alcançada uma certa pressão suficiente; na configuração mostrada a pressão requerida para abrir o cartucho é 6 a 8 bar, e a saída somente se abrirá ao longo das ranhuras 15 depois de cerca de 3 segundos.

A invenção agora será discutida com referência aos seguintes exemplos.

Exemplo 1 (Referência) - Preparação de Café Expresso Utilizou-se um cartucho convencional, i.e. um cartucho tendo os meios de saída abertos antes de alimentar água ao cartucho, contendo 7,0 gramas de café moído torrado, para preparar café expresso. O tamanho de partícula de pelo menos 90% do citado café era menor que 600 μπι. 0 cartucho foi submetido a um ciclo completo e 35 ml de café foram dispensados em 25 segundos. 0 circuito hidráulico da máquina dispensadora usou uma bomba vibratória (Hulka), e foi medido o lapso de tempo transcorrido entre a partida da bomba de agua e a saída da bebida (atraso). Ademais, a quantidade de café de resíduo seco foi medida na bebida resultante, depois da evaporação da água, em porcentagem de peso de café moído inicial.

Os resultados foram:

atraso de saída de bebida - 1,5 s resíduo seco - 23%

Exemplo 2 - Preparação de Café Expresso.

Utilizou-se um cartucho, de acordo com a invenção, com quatro saídas perifericamente localizadas na cápsula, contendo 7,0 gramas de café moído torrado. O tamanho de partícula de pelo menos 90% do citado café é menor que 600 μτη. O cartucho foi feito de uma mistura de polipropileno homo/copolímero na razão 40:60 com uma resistência a tração de 28 MPa. A diferença (Ll+L2)-L de 1,7 mm com uma deformação residual de 0,8 mm; a pressão de abertura como medida no circuito hidráulico acima do cartucho 6 bar. O cartucho foi submetido a um ciclo completo de dispensa, e 35 ml de café foram dispensados em 25 segundos. 0 circuito hidráulico da máquina dispensadora utilizou de uma bomba vibratória e foi medido o lapso de tempo transcorrido entre a partida da bomba de água e a saída da bebida a (atraso) . Ademais, a quantidade de café residual seco foi medida na bebida resultante depois da evaporação da água, em termos de porcentagem de peso de café moído inicial.

Os resultados foram:

atraso de saída de bebida - 4 s resíduo seco - 30%

A quantidade de café residual seco do segundo exemplo é maior que a quantidade de café residual seco do primeiro exemplo. Em outras palavras, o cartucho de acordo com a invenção provê uma melhor extração de café em relação aos cartuchos tradicionais nas mesmas condições. Este dado é consistente com as melhores características da bebida obtida.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1- Cartucho para um aparelho di spensador de bebida, tendo um meio de entrada de água (4, 5) para alimentar água ao citado cartucho (1) para preparar a citada bebida e aumentar a pressão no citado cartucho, e um meio de saída de bebida (9B, 14) para descarregar a citada bebida do citado cartucho, caracterizado pelo fato de os citados meios de saída (9B, 14) suportarem uma deformação mecânica pelo lado de dentro do cartucho (1) e não suportarem a ação combinada da citada deformação mecânica com o citado aumento de pressão no citado cartucho.
2 - Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os citados meios de saída (9B, 14) incluírem uma porção protuberante (14A) que se estende do cartucho.
3- Cartucho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo (14A) fato serem de as citadas porções conformadas de modo a protuberantes concentrar tensões de compressão em uma área da saída para abrir a citada saída.
4- Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de os citados meios de saída de bebida (14) compreenderem uma ou mais aberturas periféricas.
5 - Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de o citado material de cartucho ter uma resistência à tração dentro de uma faixa de 27 a 31 MPa.
6- Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender uma passagem (P) para o citado fluxo de bebida, localizada dentro do citado cartucho (1) , e um meio de obstrução (10A) para obstruir pelo menos parcialmente a citada passagem (P) até ser alcançada uma pressão dentro do citado cartucho (1), que atua sobre o meio de obstrução (10A, 10B), permitindo que a citada bebida flua através da citada passagem (P) e alcance os citados meios de saída de bebida (14).
7- Cartucho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de os citados meios de obstrução (10A) serem deformáveis e/ou fraturáveis sob pressão da

5 bebida preparada.
8- Cartucho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o citado meio de obstrução (10A) ser um elemento plasticamente deformável integrado com o citado cartucho (1) ou com uma porção deste

10 que se deforma e/ou se rompe sob pressão.
9- Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 8, caracterizado pelo fato de o citado cartucho ter uma parede de base (9) e uma parede interna (10) , e o citado meio deformável (10A) ser uma

15 parede que se estende entre a citada base e a citada parede lateral.
10 - Método para preparar uma bebida, em um cartucho dispensador de bebida compreendendo as etapas de alimentar água a uma câmara de preparação de bebida (12)

20 para preparar a citada bebida e de formar uma pressão dentro do citado cartucho (1) e dispensar a bebida preparada pelo meio de saída de bebida (14, 9B), caracterizado pelo fato de:

a- aplicar a pelo menos uma porção da parede de base de

25 cartucho (9) , incluindo pelo menos parte do citado meio de saída (14, 9B) , uma força direcionada para dentro do citado cartucho (1) , a citada força sendo menor que a força requerida para abrir o citado meio de saída na citada parede de base do cartucho;

30 b- aumentar a pressão dentro do citado cartucho incluindo a citada parede de base de cartucho (9) , enquanto é mantida a citada força aplicada na etapa anterior (a) até obter a abertura de saída (14, 9B) para dispensar a citada bebida.

35
11 - Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a citada porção da parede de base de cartucho (9) incluir os citados meios de saída (14), e quais meios de saída compreendem ranhuras (15).
12 - Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a citada porção de parede de base de cartucho (9) compreender uma porção adj acente ao citado meio de saída (14).
13 - Aparelho dispensador de bebida, incluindo um cartucho (1) tendo meios de saída de bebida (9B, 14) definidos por ranhuras (15) providas na citada parede de cartucho, e uma unidade de coleta de bebida (17) para dispensar a bebida a partir do citado cartucho (1) para um recipiente de bebida, caracterizado pelo fato de a citada unidade de coleta de bebida (17) compreender um meio (26) para aplicar uma força a uma porção da parede de base (9) do citado cartucho (1) para deformar a citada parede de base (9) sem romper as c i tadas 1 inhas ou ranhuras fraturãveis (15), quando o citado cartucho estiver dentro da unidade coletora (17).
14 - Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o citado meio de aplicar força (26) ser provido em correspondência com pelo menos o citado meio de saída (14).
15- Método para preparar uma bebida, no cartucho dispensador definido nas reivindicações 10-12, caracterizado pelo fato de alimentar a citada bebida a partir da citada câmara de preparação de bebida (12) para pelo menos uma passagem localizada no citado cartucho e temporariamente e pelo menos parcialmente obstruir a citada pelo menos uma passagem com o elemento de obstrução (10A), até uma pressão suficiente para deformar e/ou romper o citado elemento de obstrução (10A) ser alcançada no citado cartucho (1) , e a bebida fluir através da passagem desobstruída (P) para o citado meio de saída (14) , onde o tempo de mistura e preparo da citada bebida resulta estendido.
16- Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o elemento de obstrução usado para obstruir temporariamente a citada passagem (P) , compreender uma parede deformável (10A), a citada parede sendo deformada quando alcança uma pressão suficiente, permitindo que a citada bebida flua para o citado meio de saída de bebida (14) .

5
17 - Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a deformação da citada parede deformável resultar em um elemento de obstrução localizado dentro do citado cartucho.
18- Método, de acordo com qualquer uma das

10 reivindicações de 10 a 12 ou de 15 a 17, caracterizado pelo fato de descarregar a bebida pelos meios de saída de bebida (14) localizado perifericamente no citado cartucho (D ·

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FIG1

14 16 g