BRPI0708247A2 - cápsula de ingrediente de bebida e método de produção de bebida com base na cápsula - Google Patents

Abstract

CáPSULA DE INGREDIENTE DE BEBIDA E MéTODO DE PRODUçãO DE BEBIDA COM BASE NA CAPSULA. A presente invenção refere-se a uma cápsula selada (1) para conter um ingrediente (2), a cápsula (1) compreendendo pelo menos um membro de desvio de direção de jato interno essencialmente rígido (3, 3') sendo disposto próximo à superfície interna de uma face (4) da cápsula (1). O membro de desvio de direção de jato interno (3, 3') é projetado para desviar a direção de pelo menos uma porção de jato de água (5) injetado através de uma abertura (6) produzida na face (4). A presente invenção adicionalmente propõe um perfilamento dinâmico dos canais internos em pelo menos uma face (4) da cápsula (1) ao pressionar a face (4) da cápsula (2) contra o meio de perfilamento (12) do dispositivo de produção de bebidas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÁPSULADE INGREDIENTE DE BEBIDA E MÉTODO DE PRODUÇÃO DE BEBIDACOM BASE NA CÁPSULA".

A presente invenção refere-se a cápsulas para conter ingredien-tes, onde uma bebida ou líquido comestível pode ser produzido a partir doingrediente contido na cápsula ao fazer com que um líquido tal como, porexemplo, água quente sob pressão interaja com o ingrediente.

A presente invenção se refere adicionalmente à dispositivos deprodução de bebidas para a produção de uma bebida ou líquido comestívelao injetar um líquido em uma cápsula contendo ingrediente.

Finalmente, a presente invenção ainda se refere a métodos paraa produção de uma bebida a partir de uma cápsula contendo ingrediente.

Determinados sistemas de bebidas usando cápsulas contendoingrediente de bebida são populares pela qualidade da bebida enviada epela conveniência e facilidade de preparação. Um exemplo típico é a produ-ção de café ao se usar uma cápsula selada contendo pó de café moído emcombinação com uma máquina correspondente de fazer café.

A presente invenção se refere em especial ao uso de cápsulasque são preenchidas com o ingrediente e então seladas no campo de fabri-cação. As referidas cápsulas podem então ser inseridas na máquina de pro-dução de bebida (por exemplo, a máquina de café) sem a necessidade deque o usuário tenha que abrir manualmente pelo menos uma face da cápsu-la.

De acordo com a referida tecnologia conhecida de abertura deum lado de entrada e de um lado de saída (drenagem) da cápsula é realiza-da por elementos dedicados da própria máquina após a inserção da cápsulana máquina produtora de bebida.

Diversos exemplos são conhecidos para tecnologias nas quaismeios de perfuração mecânicos penetram no lado de entrada e no lado desaúda da cápsula para criar as referidas aberturas de entrada e de drena-gem.

Outros exemplos usam meios de perfuração mecânicos ativospara a abertura da cápsula apenas no lado de entrada. Uma vez que o ladode entrada está aberto, água sob pressão é injetada na cápsula e a pressãodentro da cápsula aumenta até que a pressão interna faz com que o lado desaída da cápsula se abra, perfure ou rompa. A abertura do lado de drena-gem da cápsula pode ser implementada ao se pressionar o lado de saída dacápsula, por exemplo, contra meios de abertura mecânicos dedicados.

WO 2005/066040 A2 ensina uma cápsula e um método para apreparação de bebidas nas quais a parede da cápsula selada compreendeuma primeira área de enfraquecimento adequada para ser perfurada pelolíquido pressurizado que atua sobre o lado de fora da referida cápsula, euma segunda área adequada para ser rompida através do efeito da pressãoexercida na mesma pela bebida presente no interior da cápsula.

Enquanto a introdução de meios de perfuração externos na cáp-sula adiciona mais complexidade e pode ocasionar problemas (escala, con-taminação de membros de perfuração externos da máquina de produção debebidas pelos ingredientes contidos na cápsula, etc), a tecnologia de acordocomo proposta em WO 12005/06640 dotada de uma área de enfraquecimen-to da cápsula exposta à pressão injetada não constitui um modo de aberturaconfiável. Ademais, a referida solução não pode injetar água na direção a-propriada na cápsula para molhar, extrair e/ou dissolver toda a massa deingrediente.

WO 2004/078009 mostra a técnica para fluidificar um ingredientedispersível em líquido em um tanque. Um membro de distribuição de fluidodireciona a água diretamente para dentro da câmara de ingrediente e emuma direção que não é normal para a face de topo do tanque. A referida téc-nica é mais direcionada aos produtos pobremente solúveis tais como cremespara os quais a fluidificação proporciona uma dispersão mais rápida e apri-morada no líquido.

EP1344722 mostra uma cápsula contendo ingrediente de bebidadotada de placas de filtro interno rígido, cujas placas de filtro são proporcio-nadas com enrugamentos que servem para definir junto com a face adjacen-te da parede de cápsula, canais abertos definidos por relevos para a distribu-ição e coleta de líquidos no lado de entrada de água e no lado de saída deágua, respectivamente, da cápsula. De modo a garantir o efeito de distribui-ção e de coleta, as placas de filtro que definem os canais abertos têm que seestender sobre a superfície total do volume de ingrediente e os relevos têmque interagir com a face adjacente da cápsula para o efeito de distribuiçãocorreto.

Entretanto, com a cápsula contendo ingredientes compactados,tais como pasta compactada de café moído, outro problema é de se garantira umidificação completa dos ingredientes. A umidificação do ingrediente de-termina o grau de extração dos ingredientes (isto é, a quantidade total desólidos extraídos pelo líquido). Se áreas de sólido não são adequadamenteumidificadas, menos sólidos são encontrados no líquido extraído final. Por-tanto, tem sido preferido, até agora, se proporcionar muitos campos de per-furação para a injeção de água através da cápsula para garantir a distribui-ção de água adequada através dos ingredientes.

Por exemplo, EP0604615 ou EP0870457 descreve sistemas pa-ra a extração de sachês flexíveis com múltiplas agulhas de perfuração. En-tretanto, ter muitos campos de injeções acarreta em mais complexidade dosistema e necessita de forças de fechamento ainda mais altas para perfurara cápsula em virtude da solidez da cápsula. Por outro lado, o problema de seter apenas um único ponto de injeção centralizado é que a distribuição daágua pode ser garantida corretamente através dos ingredientes.

Portanto, não há solução existente tanto para remover a com-plexidade na máquina como os problemas relacionados à injeção da água eainda adequadamente realizar a injeção da água na cápsula.

É, portanto, um objetivo da presente invenção proporcionar umatecnologia que vá de encontro às referidas necessidades.

Em geral, é uma idéia se incorporar meios de desvio de jato deágua no interior da própria cápsula de modo que os referidos meios de des-vio de jato de água sejam apenas usados uma vez em relação à cápsulaassociada. De acordo com uma idéia geral da presente invenção, podem sermembros mecânicos internos da cápsula que ajudam em:- produzir uma abertura para o jato de água, e/ou

- uma vez que o mesmo passou pela abertura da cápsula, redi-recionar (desviar) a direção do jato de água através dos elementos que con-tornam os quais são fechados em direção da parede da cápsula vizinha (ori-fícios, canais inscritos, tendas).

O objetivo é preferivelmente alcançado por meio das caracterís-ticas das reivindicações independentes. As reivindicações dependentes de-senvolvem adicionalmente a idéia central da presente invenção.

Assim, de acordo com um primeiro aspecto da presente inven-ção, uma cápsula selada contendo um ingrediente é proporcionada. A cáp-sula é proporcionada com pelo menos um membro de desvio de jato de á-gua sendo disposto adjacente à superfície interna da face da cápsula. Omembro interno de desvio de direção de jato pode ser projetado para desviara direção de pelo menos uma porção do jato de água injetada através daface da cápsula. A direção do jato é adequadamente alcançada ao se guiara água injetada através de pelo menos um elemento que contorna, que sãofechados em relação à parede da cápsula vizinha, tal como, por exemplo,canais, aberturas ou fendas, onde o referido elemento apresenta uma orien-tação (quando visto a partir do centro de injeção de água) dotada de umcomponente radial. Após ser radialmente distribuída, a água preferivelmenteé redirecionada para atravessar o leito do ingrediente em uma direção es-sencialmente axial. Em particular, a água é preferivelmente redirecionadapara fluir através dos ingredientes em uma direção axial por um filtro que édisposto adjacente à face da cápsula.

O membro de desvio de direção de jato pode ser projetado paradesviar o jato de água proveniente do membro de injeção para dentro de umou diversos, preferivelmente jatos radiais.

O membro de desvio de direção de jato pode compreender umcorpo principal essencialmente em forma de copo.

O membro de desvio de direção de jato pode compreender aber-turas radiais, fendas ou canais em uma parede do corpo principal em formade copo e/ou a borda do corpo principal em forma de copo.A cápsula pode ser proporcionada com pelo menos dois mem-bros de desvio de direção de jato, que são dispostos simetricamente na cáp-sula e fecham respectivamente a superfície interna de uma face da cápsula.Esta configuração apresenta a vantagem de que a cápsula pode ser dispos-ta para a preparação em duas posições possíveis uma vez que a configura-ção dos lados interno e externo é simétrica. Portanto, as duas faces opostasda cápsula podem ser usadas indiferentemente como o lado de entrada ou olado de saúda.

Pelo menos um membro de desvio de direção de jato pode serproporcionado com um membro de perfuração interno projetado para ajudarna produção de uma abertura na face da cápsula.

Pelo menos um membro de desvio de direção de jato pode ocu-par uma superfície menor do que toda a superfície interna da face associa-da. A superfície ocupada deve ser a menor possível para minimizar as forçasresultantes no suporte de cápsula, mas ainda suficientemente grande parapermitir a deformação da superfície da cápsula para abertura (por exemplo,puncionamento). Por exemplo, pelo menos um membro de desvio de direçãode jato pode ocupar menos de 1/16 da superfície interna da face. Por exem-plo, o membro de desvio de direção pode apresentar uma largura maior (porexemplo, um diâmetro) de menos de cerca de 2 cm, mesmo menos de 1,5cm.

Um filtro pode ser disposto próximo à superfície interna da faceda cápsula, preferivelmente na região da face que não está coberta pelomembro de desvio de direção. No caso da referida membrana de filtro estarpresente, o membro de desvio de direção não tem que assumir a função defiltragem de modo que as aberturas no membro de desvio de direção podemser produzidas maiores do que o tamanho da gramatura média dos ingredi-entes particulados contidos na cápsula. O membro de desvio de direção irádirecionar radialmente a água injetada no espaço confinado pela membranade filtro e a parede de cápsula adjacente antes de entrar no espaço de in-grediente através de aberturas (verticalmente orientadas) na membrana defiltro, cujas aberturas na membrana de filtro serão preferivelmente dotadasde um tamanho menor do que o tamanho da gramatura média dos ingredien-tes particulados contidos na cápsula. Após ter sido radialmente distribuída, aágua atravessa a membrana de filtro e então o leito de ingrediente em umadireção axial ou uma direção interna que é essencialmente normal à faceexterna da cápsula.

O membro de desvio de direção pode ser inserido entre o filtro ea superfície da parede na região ocupada pelo membro de desvio de dire-ção.

Um ingrediente compactado (e assim de forma estável) tal comouma pasta de café ou outro meio adequado pode manter pelo menos ummembro de desvio de direção em uma posição definida adjacente à superfí-cie interna da face associada da cápsula.

A presente invenção adicionalmente se refere a uma cápsulacontendo ingrediente de bebida sendo proporcionada com pelo menos ummembro de perfuração interna posicionado adjacente à face da cápsula eprojetado para ajudar na produção de uma abertura na face da cápsulaquando a face é pressionada contra o membro de perfuração interna porforças externas, as quais podem, por exemplo, ser forças hidrodinâmicas oumecânicas.

Um aspecto adicional da presente invenção se refere a um dis-positivo de produção de bebida projetado para a produção de uma bebida oulíquido comestível ao se injetar o líquido em uma cápsula contendo ingredi-ente. O dispositivo é proporcionado com um membro de contenção para pelomenos parcialmente conter a cápsula. O membro de contenção apresentaum meio de perfilamento fendido e/ou saliente para criar canais de fluxo sa-lientes/fendidos, isto é, complementares em pelo menos uma face da cápsu-la ao deformar a face da cápsula quando o interior da cápsula for pressuri-zado pela água de injeção.

Os meios de perfilamento são preferivelmente orientados emuma maneira radial.

Quando o membro de contenção engata a cápsula de bebida, omeio de perfilamento preferivelmente é de tal modo confinado que o mesmopode percorrer a partir da vizinhança do membro de desvio de direção emdireção da periferia da cápsula de bebida.

Ainda um outro aspecto da presente invenção se refere a umsistema de cápsula de bebida que compreende uma cápsula como definidaacima assim como um dispositivo de produção de bebida projetado para aprodução de uma bebida ao se injetar um líquido dentro da cápsula e drenara bebida assim produzida a partir da cápsula. O dispositivo pode ser propor-cionado com um membro de contenção para pelo menos parcialmente con-ter a cápsula. O membro de contenção pode ser dotado de um meio de perfi-lamento fendido e/ou saliente par criar canais de fluxo salientes/fendidos,isto é, complementares em pelo menos uma face da cápsula quando o inte-rior da cápsula for pressurizado quando se injeta água.

O membro de contenção pode compreender meios de injeção deágua que são configurados para enviar água na cápsula através do membrode desvio de direção de jato.

O meio de injeção de água pode ser livre de meios de perfura-ção para abrir a parede da cápsula.

O dispositivo de produção de bebidas pode compreender umsuporte de cápsula para suportar a cápsula, onde o suporte de cápsula podeser projetado para seletivamente cooperar com um membro de contenção demodo que a cápsula suportada é apertadamente contida.

O suporte de cápsula pode compreender pelo menos um ele-mento saliente adaptado para rasgar ou perfurar a face da cápsula para libe-rar a bebida produzida. O elemento saliente pode ser disposto em uma posi-ção lateralmente deslocada com relação à posição do membro de desvio dedireção de jato interno quando a cápsula é disposta em engate apertado en-tre o membro de contenção do suporte de cápsula.

O suporte de cápsula pode compreender uma pluralidade deelementos de liberação dispostos em torno do membro de desvio de direção.

Um aspecto adicional da presente invenção se refere a um mé-todo de produção de bebida a partir da cápsula contendo ingrediente. Pri-meiramente, a cápsula é inserida em um membro de contenção. Então líqui-do sob pressão é injetado na cápsula. Canais internos são dinamicamenteperfilados em pelo menos uma face da cápsula ao pressionar a face da cáp-sula contra o meio de perfilamento do membro de contenção, de modo adinamicamente produzir pelo menos um canal interno de distribuição de Ii-quido em pelo menos uma face da cápsula.

Vantagens adicionais, objetivos e características se tornarãoagora evidentes por meio da descrição detalhada de uma modalidade prefe-rida da presente invenção quando tomada em conjunto com as figuras dosdesenhos anexos.

A figura 1 mostra uma vista superior de uma cápsula inserida emengate hermético entre o suporte de cápsula e um membro de contenção deuma máquina de produção de bebida;

A figura 2 mostra um membro de injeção embutido que pode serusado em conjunto com a presente invenção;

A figura 3 mostra diferentes vistas de uma cápsula de acordocom a presente invenção;

A figura 4 mostra um detalhe da presente invenção, que é omembro de desvio de direção de jato,

A figura 5 mostra uma vista em seção transversal de uma outramodalidade de uma cápsula sem membro de perfuração interno;

A figura 6 mostra uma vista explodida de uma modalidade dafigura 5;

A figura 7 mostra o membro de desvio de direção de jato da mo-dalidade da figura 5;

A figura 8 mostra a cápsula de acordo com uma modalidade dafigura 5 quando disposta em uma máquina de produção de bebida, e

A figura 9 mostra a face superior de uma cápsula de acordo coma presente invenção em um estado após ser usada na máquina da figura 8,de modo que os canais tenham sido dinamicamente perfilados na face supe-rior da cápsula.

A figura 1 mostra uma cápsula 1 que é inserida e contida deforma apertado por um suporte de cápsula 14 e um membro de contençãosuperior 11 de uma máquina de produção de bebida.

A cápsula 1, que é em geral ainda selada quando inserida nodispositivo de produção de bebida, contém um ingrediente 2 para a produ-ção de uma bebida ou outro líquido comestível. A cápsula 1 não será abertapelos dedos de um usuário, mas por elementos dedicados do dispositivo deprodução de bebida.

O lado superior da cápsula 1 na figura 1 representa o lado deentrada de líquido. Uma vez que a abertura seja produzida no lado superiorda cápsula 1, por exemplo, meio de injeção de água 19 pode injetar água ououtros líquidos nutricionais dentro da cápsula. Na cápsula 1, o líquido injeta-do irá interagir com o ingrediente de modo a produzir uma bebida ou líquidocomestível.

Uma vez no lado de saída, que é o lado mais baixo da cápsula 1no exemplo da figura 1, uma ou mais aberturas foram pronunciadas, a bebi-da produzida pode ser drenada através da saída de bebida 16 do dispositivode produção de bebida.

No contexto da presente especificação, o ingrediente de bebida2 na cápsula 1 pode ser um ingrediente de café tal como por exemplo pó decafé torrado e moído compactado. O pó de café pode ser compactado paraformar uma pasta de forma essencialmente estável e relativamente sólida.Neste caso, preferivelmente água quente sob pressão é injetada pelo meiode injeção 19.

Observar que uma grande variedade de ingredientes pode serusada, a qual pode diferir química e fisicamente (por exemplo, líquidos, sóli-dos, pós, pasta viscosa, etc.) e que pode ainda ser misturado na cápsula 1.

Como será explicado posteriormente em maiores detalhes, nointerior da cápsula 1 em uma posição próxima à uma das faces 4, 4', ummembro de desvio de direção de jato interno 3, 3' é disposto.

Em geral, o membro de desvio de direção de jato 3, 3' é dispostode modo que a direção do jato de água injetado interage com os ingredien-tes de bebida.

O membro de desvio de direção de jato interno 3, 3' pode sermantido em posição (próximo à face associada da cápsula) ao ser dispostoentre os ingredientes compactados e a face 4, 4' ao ser mecanicamente co-nectado à face ou ao ser uma peça integral da face.

Preferivelmente, os membros de desvio de direção de jato inter-no 3, 3' são produzidos a partir de materiais plásticos essencialmente rígi-dos, por exemplo, formados por moldagme de injeção.

Os materiais preferidos para as faces 4, 4' da cápsula 1 são fo-lhas de plástico e/ou de metal (por exemplo, alumínio).

Observar que preferivelmente não há diferença entre a face su-perior 4 e a face inferior 4' da cápsula, de modo que o formato externo dacápsula 1 é simétrico. Os termos "face superior" e "face inferior" servem as-sim para propósitos ilustrativos apenas e têm que ser observados no contex-to com a posição e a orientação da cápsula 1, como mostrado na figura 1,que é apenas um exemplo.

Em virtude do formato simétrico da cápsula 1, ambas as faces 4,4' podem servir como um lado de entrada e um lado de saída, respectiva-mente. Isto é em especial vantajoso quando a cápsula é enviada em ummodo automático para a posição como mostrada na figura 1, isto é, a posi-ção de produção de bebida.

No que se segue, será descrito como a cápsula 1 como mostra-da na figura 1 pode ser usada no contexto com o dispositivo de produção debebida de acordo com a presente invenção.

Durante a fabricação, a cápsula selada 1 é produzida dotada emseu interior o ingrediente preferivelmente compactado 2 em um ou maismembros de desvio de direção de jato 3, 3', respectivamente associadoscom uma face 4, 4' da cápsula.

O usuário irá então inserir a cápsula selada na máquina de pro-dução de bebida ao colocar a mesma em um suporte de cápsula (retentor decápsula) 14.

Na próxima etapa, uma vez que a cápsula é disposta em ou pró-xima do suporte de cápsula 14, um movimento relativo entre o suporte decápsula 14 e um membro de fechamento 11 conduzirá a uma contençãohermética do suporte de cápsula 14. O referido engate hermético (conten-ção) pode ser auxiliado pelo meio de vedação dedicado 17 proporcionado nasuperfície de contato entre o membro de contenção 11 no suporte de cápsu-la 14.

Preferivelmente a cápsula 1 está ainda selada (isto é, nenhumaperfuração é produzida nas paredes definindo a cápsula) quando se produza contenção hermética da cápsula 1.

Em uma próxima etapa, o meio de injeção de água 19 do dispo-sitivo de produção de bebidas aplicará uma pressão de água no lado de forada face 4 da cápsula 1, cuja pressão de água externa fará com que a áreada face 4 ocupada pelo meio de injeção de água 19 seja desviada em dire-ção do interior da cápsula 1.

De acordo com a referida modalidade, a própria máquina de cafénão apresenta meios de perfuração mecânicos no lado de entrada da cápsu-La.

Preferivelmente, a cápsula 1 é proporcionada com membros deperfuração internos rígidos 9 (os quais serão explicados posteriormente nocontexto da figura 3), onde os referidos membros de perfuração internos 9podem, por exemplo, ser integrados no membro de desvio de jato 3, 3'. Evi-dentemente, mais de um membro pode ser proporcionado em cada membrode desvio de direção de jato para ser capaz de produzir mais de uma abertu-ra.

Em qualquer um dos casos, a aplicação de uma pressão de á-gua externa, preferivelmente auxiliada pelo referido meio de perfuração in-terno opcional 9, irá produzir uma abertura no lado de entrada 4 da cápsula 1.

O jato de água será então injetado no interior da cápsula 1 atra-vés da abertura assim produzida.

O meio de injeção de água 19 definirá a direção principal para ojato de água injetado. Os membros de desvio de jato de água 3, 3' agoraservem para modificar a orientação do jato de água injetado e/ou dividir ojato de água injetado em diversos subjatos.Na maioria dos casos o meio de injeção de água 19 irá injetar aágua em uma direção perpendicular ao contorno da face 4, 4' da cápsula 1.Os membros de desvio de jato de água 3, 3' agora servem para desviar areferida direção (que pode de outro modo levar direto ao centro da cápsula)em uma direção que não é mais perpendicular ao contorno da face associa-da 4 da cápsula 1. Preferivelmente, os membros de desvio de jato de água3, 3' são projetados para redirecionar a jato de água em um ângulo de apro-ximadamente 90 graus de modo que o jato de água continuará seu trajetopara dentro da cápsula 1 com um componente radial substancial.

Preferivelmente, o jato de água não é apenas redirecionado,mas também dividido em subjatos.

Detalhes da configuração mecânica capaz de alcançar o redire-cionamento da injeção de água serão explicados posteriormente com refe-rência às figuras 3 e 4.

Em qualquer caso, quando a água for injetada no interior dacápsula 1, a pressão dentro da cápsula irá aumentar. Preferivelmente, deacordo com a presente invenção, o referido aumento de pressão no interiorda cápsula 1 é usado também para produzir aberturas no lado de saída 4' dacápsula 1. Preferivelmente, a referida abertura do lado de saída 4' da cápsu-la 1 é produzido com algum retardo (correspondendo a um aumento depressão) com referência à abertura do lado de entrada 4 da cápsula 1 e oinício do processo de injeção de água.

Preferivelmente, o aumento da pressão dentro da cápsula 1 fazcom que a face inferior 4' da cápsula 1 seja pressionara contra o meio deperfuração 15 do dispositivo de produção de bebida. Preferivelmente, os re-feridos meios de perfuração 15 são uma parte integral do suporte de cápsula14. A face inferior 4' será assim pressionada contra o meio de perfilamentoaté que a face inferior 4' se rompa, se quebre, ou seja de outro modo a-berta.

Como pode ser visto a partir desta explicação, preferivelmenteembora um segundo membros de desvio de jato de água 3' seja proporcio-nado no lado de saída 4'da cápsula 1 (de modo a ter uma cápsula simétrica1), o membro de desvio de jato de água 3' (opcionalmente também sendodotado de um membro de perfuração interno integrado) não tem função comrelação à abertura da face inferior 4' da cápsula 1 e a drenagem de uma be-bida produzida a partir dos ingredientes de bebida 2 contidos na cápsula 1.

Em qualquer caso, uma vez que a face inferior 4' da cápsula 1esteja aberta, a bebida pode ser drenada, por exemplo, através de canais nosuporte de cápsula 14 a uma saída de bebida 16 e então ser recuperada,por exemplo, em um copo.

Atualmente não há meios de distribuição de água internos sepa-rados, mas opcionalmente meios de distribuição de água na face da própriacápsula como será explicado agora. O meio de distribuição de água na faceda cápsula pode já estar presente na face antes de inserir a mesma na má-quina, ou pode ser produzido dinamicamente "in sitíf, isto é, após a cápsulaser inserida na máquina de produção de bebidas.

Com referência à figura 2, uma modalidade preferida para ummembro de contenção 11 a ser usado em associação com a presente inven-ção será explicado, onde o membro de contenção de acordo com a presentemodalidade ajuda no perfilamento dinâmico dos canais internos de distribui-ção de água produzidos na face da cápsula.

Conforme já determinado, dentro da cápsula e antes do uso dacápsula não há meios de distribuição de jato de água separados. De modo aajudar a distribuição adequada do jato de água desviado através de todo ovolume da cápsula 1, a parede do membro de contenção 11 que está dire-cionada para a cápsula 1 pode ser proporcionada com o meio de perfilamen-to 12. Os referidos meios de perfilamento 12 podem, por exemplo, ser por-ções salientes ou fendidas do contorno interno do membro de contenção 11.Os meios de perfilamento 12 são preferivelmente dispostos radialmente via-à-vis o centro do membro de contenção 11, que está ao mesmo tempo emuma posição do meio de injeção de água 19.

A função do meio de perfilamento 12 do membro de contenção11 é como a seguir:

Como já explicado acima, a injeção de água dentro da cápsula 1fará com que a pressão (água) dentro da cápsula 1 aumente. Já foi anteri-ormente explicado que a face inferior 4' será pressionada contra os mem-bros de perfuração 15 do suporte de cápsula 14. Ao mesmo tempo tambéma superfície superior 4 da cápsula 1, que é a face da cápsula 1 em contatocom o contorno interno do membro de contenção 11, será pressionada con-tra o contorno do membro de contenção 11.

As faces 4, 4' da cápsula 1 são em geral produzidas a partir deum material relativamente flexível tal como, por exemplo, uma folha feita deplásticos ou de metal (por exemplo, alumínio). Quando uma folha delgada daface superior 4 da cápsula 1 for pressionada contra o meio de perfilamentoproporcionado no contorno interno do membro de contenção 11, a face 4finalmente irá corresponder ao contorno do membro de contenção 11, o quesignifica que a face 4 (que foi plana anteriormente) será dinamicamente (istoé, junto com o aumento da pressão de água) perfilada, produzindo assim oscanais de distribuição de água na face 4 da cápsula 1. Como já explicadoacima, os referidos canais de distribuição de água que são dinamicamenteproduzidos na face superior 4 da cápsula 1 serão preferivelmente orientadosem um modo radial partindo essencialmente a partir da borda externa dosmembros de desvio de jato de água 3, 3' e levando em direção à porção dacápsula 1 que é mais afastada do centro. A água injetada através da abertu-ra do lado de entrada 4 da cápsula 1 assim é redirecionada pelos membrosde desvio de jato de água 3, 3' e pode então seguir os canais de distribuiçãode água produzidos dinamicamente na face superior 4 da cápsula 1 o quegarante que a água injetada será mais ou menos uniformemente distribuídasobre toda a superfície da cápsula antes de interagir com o ingrediente 2contido na cápsula 1.

Alternativamente, os canais de distribuição de água na face su-perior 4 da cápsula 1 são pelo menos parcialmente já produzidos quando dafabricação da cápsula 1. Os canais de distribuição de água podem ser im-plementados em uma ou em ambas as faces 4, 4' da cápsula 1.

A largura dos canais é preferivelmente estreita para evitar quepartículas trituradas, por exemplo, partículas de café, encham e bloqueiemos canais. A largura dos canais pode ser escolhida para ser menor do que otamanho de partícula médio. Por exemplo, os canais podem ser menores ouiguais a 0,3 mm.

Um filtro 10 ajuda a evitar que as partículas trituradas penetremnos canais e permite o aumento da largura dos canais com menos risco deque os canais se tornem bloqueados por partículas trituradas.

Com referencia à figura 3, agora detalhes do interior da cápsula1 serão explicados.

Como é mostrado na figura 3b, 3c, o filtro 10 pode ser dispostoentre o ingrediente de bebida preferivelmente compactado 2 na cápsula e omembro de desvio de jato de água 3, 3'.

Na região dos membros de desvio de jato de água 3, 3' o filtro 10será intercalado entre o ingrediente 2 e os membros de desvio de jato deágua 3, 3'. Na região das faces 4, 4'da cápsula 1 fora dos membros de des-vio de jato de água 3, 3', o filtro 10 será disposto entre o ingrediente 2 e aface 4, 4'da cápsula 1. O filtro 10 pode, por exemplo, ser uma folha ou lâmi-na de material poroso tal como, por exemplo, um filtro de papel ou um filmeplástico perfurado. Pode ser observado que o filtro opcionalmente pode serfixado ao dispositivo de inserção por qualquer meio de conexão adequadotal como por colagem ou solda. Em um outro modo possível, o dispositivo deinserção e o filtro são feitos como uma única peça.

O dispositivo de inserção pode ser acomodado em uma aberturacentral do filtro de modo que o filtro seja disposto circundando o dispositivode inserção.

Com referência à figura 3C agora uma configuração preferidapara os membros de desvio de jato de água 3, 3' será explicada.

O membro de desvio de jato de água 3 apresenta um corpo prin-cipal em forma de copo 7.

Opcionalmente dentro do corpo principal em forma de copo 7 ummembro de perfuração interna 9, por exemplo, dotado do formato de umalâmina, uma agulha, etc., pode ser proporcionado.

A água injetada na cápsula assim chegará perpendicularmentedentro do corpo principal em forma de copo 7 do membro de desvio de jato3.

Agora, meios de abertura radiais 8, 18 são proporcionados osquais farão com que o jato de água deixe o corpo principal em forma de co-po 7 do membro de desvio de jato de água 3, (preferivelmente radialmentepara fora). Os referidos meios podem, por exemplo, ser aberturas ou fendas8 na parede do corpo principal em forma de copo do membro de desvio dejato de água 3 e/ou canais (abertos) 18 proporcionados na borda superiorem forma de flange do corpo principal em forma de copo 7 do membro dedesvio de jato de água 3. Observar que adicional ou alternativamente tam-bém aberturas inclinadas, fendas ou canais no fundo do corpo principal emforma de copo 7 do membro de desvio de jato de água 3 podem ser propor-cionados.

Com referência às figuras de 5 a 9, agora outra modalidade dapresente invenção será explicada, cuja modalidade se baseia em um dispo-sitivo de inserção 30 (na figura 6) que não apresenta membro de perfuração(afiado) saliente.

A figura 5 mostra uma cápsula simétrica 1 com sua face superior4 e sua face inferior 4', as quais são simetricamente seladas uma à outra naporção de flange 401.

Tanto abaixo da face de topo 4 como acima da face de fundo 4',respectivamente, um dispositivo de inserção 30, 30' pode ser disposto, em-bora seja suficiente se proporcionar apenas um dispositivo de inserção 30próximo da face 4 para ser aberta e que pode ser feito para servir como olado de entrada de água da cápsula 1.

O dispositivo de inserção 30 é disposto entre a parede de topo 4e a primeira membrana de filtro 10, e um segundo dispositivo de inserçãoopcional 30' é disposto entre a segunda membrana de filtro 10' e a face defundo 4'.

Como será explicado com referência às figuras, o referido dispo-sitivo de inserção 30 não é dotado de elementos de perfuração salientes eafiados. Preferivelmente o referido dispositivo de inserção rígido 30, produzi-do, por exemplo, a partir de plásticos moldados por injeção, apenas ajudampassivamente na abertura da face de topo 4 da cápsula 1 quando um mem-bro tubular rígido (vide figura 8) é pressionado contra a cápsula 1 de modoque a face de topo 4 será aberta por um efeito de cisalhamento entre o dis-positivo de inserção rígido 30 e a borda membro tubular rígido.

A figura 6 mostra uma vista explodida da modalidade de acordocom a figura 5.

A parede externa, preferivelmente hermética a ar da cápsula 1 éproduzida por soldagem junto preferivelmente os membros de parede sime-tricamente dispostos idênticos 404, 404' aos respectivos flanges 401, 401

Como ilustrado na figura 6, os ingredientes 2 são preferivelmen-te presentes como um leito de forma estável e compacto de ingredientes quepodem ser formados em um formato como mostrado, por exemplo, na figura 6.

Como mostrado na figura 6, a pasta de ingrediente 2 pode sercompactada com uma depressão central 201 que é disposta para acomodara depressão central 101 da membrana de filtro 10.

A membrana de filtro 10 é proporcionada com uma pluralidadede orifícios 105 os quais são essencialmente direcionados em uma direçãoaxial (vertical) para guiar a água na direção axial (vertical nas figuras).

O tamanho médio dos referidos orifícios de membrana de filtro105 é preferivelmente menor do que o tamanho de gramatura média dasubstância particulada que é pressionada junto ao leito de ingrediente com-pactado 2.

A membrana de filtro 10 preferivelmente apresenta uma porçãorelativamente convexa 102 circundando a depressão central 101. Uma por-ção 103 com um ângulo mais vertical do que a porção 102 é proporcionadocircundando a porção 102. Preferivelmente, a borda externa da membranade filtro 10 é formada como uma pequena borda de flange 104 na qual asduas membranas de filtro simetricamente dispostas 10, 10' se unem entre sie podem mesmo ser apertadamente seladas juntas de modo a apertada-mente circundar os ingredientes 2.Em qualquer caso, deve ser observado que o leito compactado 2dos ingredientes apresenta uma correspondência de formato auto-estávelque contorna a membrana de filtro 10.

O dispositivo de inserção rígido 30 é preferivelmente inserido nadepressão central 101 da membrana de filtro 10. Preferivelmente, a depres-são central 101 da membrana de filtro 10 acomoda o dispositivo de inserçãorígido 18 de modo que uma área de flange de plano superior 18 do dispositi-vo de inserção 30 está rente ao contorno da membrana de filtro 10. Em ou-tras palavras, os contornos do dispositivo de inserção 30 correspondem aoscontornos da depressão central 101 da membrana de filtro 10 de modo quepreferivelmente o contorno superior do dispositivo de inserção 30 não sesalienta a partir da área circundante da membrana de filtro 10.

Em qualquer caso, a partir da vista explodida na figura 6 é evi-dente que o dispositivo de inserção 30 é preferivelmente disposto entre ofiltro 1 e a face 4.

Observar que a área da membrana de filtro 10 coberta pelo dis-positivo de inserção 30 não necessariamente tem que ser proporcionadacom orifícios de filtro 105.

O dispositivo de inserção rígido 30 irá direcionar a água injetadaatravés da face 4, preferivelmente, para dentro de um pequeno espaço con-finado pela seção côncava 102 da membrana de filtro 10 e a parede vizinha4. A água irá então simplesmente seguir o formato côncavo 102, 103 damembrana de filtro 10 e irá assim se espalhar sobre toda a superfície do leitode ingrediente 2. Após a referida distribuição da água injetada pelo meio demembrana de filtro 10, a água passará através de aberturas de filtro 105 eirá então interagir com os ingredientes 2 enquanto atravessa axialmente(verticalmente na figura 6) os ingredientes 2.

A figura 7 mostra uma implementação preferida do dispositivo deinserção 30 que será usada na modalidade das figuras de 5 a 9.

O dispositivo de inserção 30 apresenta um corpo principal emforma de copo 7 com uma porção de fundo fendida 71 que é essencialmenteplana.Em uma disposição radial como uma estrutura, canais tendidos80 proporcionam comunicação fluida entre o interior do corpo principal emforma de copo 7 do dispositivo de inserção 30 e o espaço entre a membranade filtro 10 e a parede vizinha 4 da cápsula (vide figura 6).

A seção transversal dos canais fendidos 80 é preferivelmenteproduzida mais larga do que o tamanho de gramatura média dos ingredien-tes particulados. Assim, os canais não representam resistência de fluxo paraa água injetada. A resistência a fluxo é de fato principalmente determinadapela(s) membrana(s) de filtro e em especial pelo leito de ingrediente ou pas-ta 2.

Os canais fendidos 80 podem ser dotados de um contorno deseção transversal completamente fechado, ou, como mostrado na figura 7,são pelo menos fechados em direção da parede vizinha 4 da cápsula 1.

Como pode ser visto a partir da ilustração superior da figura 7,não são visíveis canais fendidos 80 na vista de topo do dispositivo de inser-ção 30 manifestando que a área de flange 18 do dispositivo de inserção 30fecha inteiramente os canais fendidos 80 em direção da parede vizinha 4 dacápsula 1. Assim, o efeito de desvio de jato dos canais fendidos 80 não sebaseia em uma cooperação entre o dispositivo de inserção rígido 30 e a pa-rede de cápsula 4.

A parede da cápsula 4 ficará inteiramente suportada e plana emuma área de flange 18 do dispositivo de inserção rígido 30 e graças à áreade flange sólida 18 não há risco de colabamento dos canais fendidos 80quando se solicita a face 4 da cápsula 1. Assim, não podem ser formadoscanais entre o dispositivo de inserção 30 e a parede da cápsula.

Como pode ser visto na figura 8, a referida cápsula como ilustra-da com referência às figuras 5 a 7 pode ser disposta em uma máquina deprodução de bebidas. A máquina de produção de bebidas apresenta ummeio de injeção de água 19 que essencialmente é um membro tubular rígi-do. O referido membro tubular rígido 19 será mecanicamente engatado con-tra a face 4 da cápsula de modo que a face 4 da cápsula será aberta por umefeito de cisalhamento entre a borda externa 191 do membro tubular rígido ea borda interna 72 (vide figura 8) do dispositivo de inserção rígido 30. Comrelação a isto, a circunferência externa do membro tubular rígido 19 é prefe-rivelmente produzida de modo a apertadamente se encaixar na circunferên-cia interna da depressão central 71 do dispositivo de inserção rígido 30.

Uma vantagem da presente invenção é também que não há es-forço significativo para ser implementado pelo meio de injeção de água 19para abrir a face 4. A face 4 pode ser uma folha flexível produzida a partir deum plástico e/ou metal. Ademais, o pó de café compactado é mantido distan-te do campo de abertura em virtude da presença do dispositivo de inserçãorígido 30. Portanto, a máquina pode ser grandemente simplificada com ummembro de contenção 11 que pode ser fechado com um esforço inferior emcomparação às máquinas existentes com membros de contenção proporcio-nados com múltiplos elementos de perfuração. Ao mesmo tempo, a pasta decafé compactada pode ser adequadamente umidificada e atravessada atra-vés da seção de cápsula, garantindo assim um nível de extração superiorpara uma quantidade de café igual na máquina.

O membro tubular rígido 19 irá então injetar água dentro da áreade depressão central 71 do dispositivo de inserção, onde a referida injeçãopode ser produzida radialmente e/ou axialmente (verticalmente na figura 8).

Em qualquer caso, o dispositivo de inserção rígido 30 irá redirecionar qual-quer água injetada a partir do membro tubular rígido 19 de modo que a águainjetada irá alcançar a área entre a membrana de filtro 10 e a face superior 4da cápsula 1.

Vantajosamente, a presente invenção ainda propõe, em uma modalidade preferida, um mecanismo para evitar vazamento de água a partirdo membro tubular rígido 19 para fora da cápsula 1.

Como pode ser visto na figura 8, o membro de contenção 11 damáquina de produção de bebidas é proporcionado com uma porção de ve-dação 191 que apresenta essencialmente um formato correspondente à áreade flange 18 do dispositivo de inserção rígido 30. Quando se fecha o mem-bro de fechamento 11, a porção de vedação 191 irá pressionar contra a áreade flange 18 do dispositivo de inserção rígido 30, a face 4 da cápsula 1 paraser aberta sendo intercalada entre os mesmos. A cooperação da porção devedação 191 do membro de contenção 11, a face 4 da cápsula 1 e a área deflange 18 do dispositivo de inserção rígido 30 proporcionam um efeito devedação de modo que a água injetada dentro da depressão 71 do dispositivode inserção rígido 30 pode apenas escapar através dos canais fendidos 80,mas não podem escoar para fora da cápsula 1. Portanto, esta disposição devedação garante, essencialmente por efeito de pressão interna, a formaçãode canais 80 na face 4 da cápsula contra a superfície interna do membro decontenção. Outra vantagem é que não há mais a necessidade de controlaruma vedação hermética a água pela perfuração dos flanges soldados 401,401' da cápsula. O sistema é portanto, simplificado em comparação ao sis-tema descrito em EP 0870457.

O referido efeito de vedação pode ser aprimorado pelo fato deque preferivelmente o dispositivo de inserção rígido 30 é bem-suportado peloleito compactado sólido de ingredientes particulares 2 de modo que o dispo-sitivo de inserção rígido 30 pode produzir uma força contrária contra o efeitode pressão do membro de contenção 11.

Já foi explicado que preferivelmente o domo interno do membrode contenção é proporcionado com meios de perfilamento como mostradoem detalhes na figura 2.

Como pode ser visto na figura 9, a pressurização do interior dacápsula 1 fará com que a face 4 da cápsula 1 dinamicamente se adapte aoscontornos do meio de perfilamento no domo do membro de contenção 11.

Portanto, durante o processo de injeção de água, os canais de distribuiçãode água 402 serão formados dinamicamente na face superior da cápsula 1,enquanto os canais 402 são preferivelmente canais que se salientam parafora da face superior 400. É obvio que o domo do membro de contenção 11pode também ser proporcionado com meios de perfilamento salientes emcujo caso o lado superior 4 da cápsula 1 será proporcionada com ranhurasfendidas em vez de canais salientes, como mostrado na figura 9.

Claims (24)

1. Cápsula selada (1) para conter um ingrediente (2), a cápsula(1) compreendendo pelo menos um membro de desvio de direção de jatointerno (3, 3') sendo disposto próximo à superfície interna de uma face (4) dacápsula (1) e ocupando menos do que toda a superfície interna da face (4), omembro de desvio de direção de jato interno (3, 3') sendo projetado paradesviar a direção de pelo menos uma porção de um jato de água (5) injetadoatravés da face (4) da cápsula (1), o membro (3, 3') sendo proporcionadocom aberturas (8, 80), a orientação das quais dotada de um componenteradial e onde a cápsula compreende pelo menos um filtro que se estendeadjacente à superfície interna da face (4, 4') fora da região ocupada pelomembro de desvio de direção de jato (3, 3').

2. Cápsula, de acordo com a reivindicação 1, em que as abertu-ras (8) apresentam um formato de seção transversal que é fechado pelomenos em direção à face de vizinhança (4) da cápsula.

3. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que omembro de desvio de direção de jato (3, 3') é projetado para desviar jato deágua (5) em de diversos jatos preferivelmente radiais.

4. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 1, em que omembro de desvio de direção de jato (3, 3') compreende um corpo principalessencialmente em forma de copo (7).

5. Cápsula (1), de acordo com a reivindicação 4, em que omembro de desvio de direção de jato (3, 3') compreende aberturas radiais(8), fendas ou canais no corpo principal em forma de copo (7).

6. Cápsula (1), de acordo com as reivindicações precedentes 1 a-5, em que a cápsula (1) é proporcionada com pelo menos dois membros dedesvio de direção de jato (3, 3'), os quais são dispostos simetricamente nacápsula (1) e respectivamente próximos à superfície interna de uma face (4)de faces opostas (4) da cápsula (1).

7. Cápsula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que pelo menos um membro de desvio de direção de jato(3, 3') é proporcionado com um membro de perfuração interno (9) projetadopara ajudar na produção de uma abertura (6) na face (4) da cápsula (1).

8. Cápsula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que pelo menos um membro de desvio de direção de jato(3, 3') ocupa menos de Vz, preferivelmente menos de 1/10, mais preferivel- mente menos de 1/16, ainda mais preferivelmente menos de 1/20 da super-fície interna da face (4).

9. Cápsula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que o membro de desvio de direção de jato (3, 3') é inseri-do entre o filtro e a superfície da face (4).

10. Cápsula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que um ingrediente compactado (2) mantém o membro dedesvio de direção de jato (3, 3') em uma posição definida adjacente à super-fície interna da face (4).

11. Dispositivo de produção de bebida projetado para produzirbebida ou líquido comestível ao injetar um líquido em uma cápsula contendoingrediente (1),o dispositivo sendo proporcionado com um membro de conten-ção (11) para pelo menos parcialmente conter a cápsula (1),o membro de contenção (11) dotado de meios de perfilamentofendidos e/ou salientes (12) para criar canais de fluxo internos em pelo me-nos uma face (4) da cápsula (1) ao deformar a face (4) da cápsula (1) quan-do o interior da cápsula (1) for pressurizado ao se injetar água.

12. Dispositivo de produção de bebida, de acordo com a reivin-dicação 11, em que os meios de perfilamento (12) são radialmente orienta-dos.

13. Sistema de produção de bebidas compreendendo uma cáp-sula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10 e um dispo-sitivo de produção de bebida projetado para produzir uma bebida ao se inje-tar um líquido em uma cápsula (1), o dispositivo sendo proporcionado comum membro de contenção (11) para pelo menos parcialmente conter a cáp-sula (1),o membro de contenção (11) dotado de meios de perfilamentotendidos e/ou salientes (12) para criar canais de fluxo internos em pelo me-nos uma face (4) da cápsula (1) ao deformar a face (4) da cápsula (1) quan-do o interior da cápsula (1) for pressurizado ao se injetar água.

14. Sistema de cápsula de bebida (1), de acordo com a reivindi-cação 13, em que o membro de contenção (11) compreende meios de inje-ção de água (19) que são configurados para enviar água na cápsula (1) a-través do membro de desvio de direção de jato interno (3, 3').

15. Sistema de cápsula de bebida (1), de acordo com a reivindi-cação 14, em que o meio de injeção de água (19) é desprovido de meios deperfuração para abrir (6) a parede (4) da cápsula (1).

16. Sistema de cápsula de bebida (1), de acordo com qualqueruma das reivindicações 13 a 15, em que o dispositivo de produção de bebi-das compreende um suporte de cápsula (14) para suportar a cápsula (1),em que o suporte de cápsula (14) é projetado para seletivamen-te cooperar com o membro de contenção (3, 3') de modo que a cápsula su-portada (1) é apertadamente contida.

17. Sistema de cápsula de bebida (1), de acordo com a reivindi-cação 16, em que o suporte de cápsula (14) compreende pelo menos umelemento saliente (15) adaptado para rasgar ou perfurar a face (41) da cáp-sula (1) para liberar a bebida;o referido elemento saliente (15) sendo disposto em uma posi-ção lateralmente deslocada com relação à posição do membro de desvio dedireção de jato interno (3, 3') quando a cápsula (1) for disposta em engateapertado entre o membro de contenção (3, 3') e o suporte de cápsula (14).

18. Sistema de cápsula de bebida (1), de acordo com a reivindi-cação 17, em que o suporte de cápsula (1) compreende uma pluralidade deelementos de liberação (15) dispostos em torno do membro de desvio dedireção de jato (3, 3').

19. Método para produção de uma bebida a partir de uma cápsu-Ia contendo ingrediente (1),o método compreendendo as etapas a seguir:- inserir a cápsula (1) em um membro de contenção (11),- injetar um líquido sob pressão dentro da cápsula (1), e- distribuir a água injetada com a ajuda de canais definidos peloperfil de uma face externa (4) da cápsula.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, em que os canaisinternos são perfilados dinamicamente em pelo menos uma face (4) da cáp-sula (1) ao pressionar a face (4) da cápsula (1) contra o meio de perfilamen-to (12) de um membro de contenção (11) de um dispositivo de produção debebidas.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, em que os canaisinterno são produzidos pelo efeito de pressão interna na cápsula durante ainjeção.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, em que oscanais internos em uma face da cápsula são pelo menos parcialmente gera-dos quando fabricando a cápsula e antes de inserir a mesma no dispositivode produção de bebidas.

23. Método para abertura de uma cápsula contendo ingredientes,o método compreendendo as etapas de:- pressionar um membro tubular rígido de uma máquina de pro-dução de bebidas contra a primeira face da cápsula, e- abrir a primeira face da cápsula ao cortar a primeira face entreo membro tubular e o dispositivo de inserção rígido proporcionado na cápsula.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, em que a primei-ra face é cortada entre uma borda externa do membro tubular rígido (191) ea borda interna da parede cilíndrica do dispositivo de inserção (30).