BRPI0709304A2 - processo para preparar uma bebida, processo para preparar uma bebida misturada e aparelho dispensador de bebida - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA PREPARAR UMA BEBIDA, PROCESSO PARA PREPARAR UMA BEBIDA MISTURADA E APARELHO DISPENSADOR DE BEBIDA. Processo para preparar uma bebida a partir de uma câmara de preparação de bebida compreendendo as etapas e alimentar com água à câmara de preparação (2) até que uma primeira pressão (P1) de pelo menos 3 bars seja alcançada, interromper o fluxo de água para a câmara de preparação, reter a referida câmara de preparação (2) em uma condição fechada por um primeiro intervalo de tempo (t1), abrir a referida saída (3) da câmara de preparação (2) e liberar a bebida assim preparada, enquanto a pressão é diminuída pelo menos uma vez durante o referido tempo de intervalo (t1).

Description

"PROCESSO PARA PREPARAR UMA BEBIDA, PROCESSO PARAPREPARAR UMA BEBIDA MISTURADA E APARELHO DIS PENSADOR DEBEBIDA".

A presente invenção refere-se a um processo e um aparelhopara preparar uma bebida sob pressão controlada. Maisparticularmente, esta invenção refere-se a um sistema debebida usando câmaras de preparação contendo produtosmoídos, triturados ou solúveis para a preparação debebidas quentes tais como café, chá, remédiosfitoterápicos ou do gênero em máquinas dispensadores.

As máquinas dispensadores de bebidas são amplamenteconhecidas e utilizadas. Estas máquinas são divididasentre dois grupos principais: um primeiro grupo faz usode recipientes descartáveis de produtos comestíveis,denominados saches, ou cartuchos, que contém o produtomoído, folha ou produto solúvel a ser misturado oudissolvido dentro de água quente. Os cartuchos sãodispensados após terem sido utilizados. 0 segundo grupode máquinas faz uso de uma câmara de mistura, usualmentecompreendendo um ou dois pistões, onde o pó de café (ououtro material inicial) é misturado. 0 materialremanescente é dispensado após a etapa de infusão oumistura/fermentação.

Existe uma busca constante por uma etapaextração/solubilização melhor e por uma melhor econstante qualidade da bebida obtida.

Um método conhecido para tentar melhorar a extração porinfusão é realizar uma umidificação do café ou outromaterial a ser extraído antes da etapa de extração atualcom água quente pressurizada. Isto está descrito proexemplo, na patente EP 0 870 457, onde um descartávelimpermeável flexível de água (sache) é posicionado em umacâmara provida com meios expositores fixados apropriadospara perfurar o material do sache uma vez que este épressurizado e induzido contra as paredes da câmara e osmeios de perfuração. De acordo com este documento, a águaé alimentada ao sache e o fluxo de água é interrompidoantes de alcançar uma pressão suficiente para causar aperfuração das paredes do sache: em outras palavras, ofluxo de água ao sache é interrompido antes dele serpressuri zado.

0 documento W002/076270 em nome de Tuttoespresso descreveum sistema de unidade para a preparação de uma bebida apartir de um produto solúvel contido em um cartuchodescartável que compreende um dispositivo de coleta commeios de alojamento construídos para conter os cartuchos,onde pelo menos um arranjo de controle de fluxo é providoao longo do fluxo da bebida dirigida ao cartucho.No documento WO 04/030500, em nome da Tuttoespresso, asaída é fechada através do uso de uma haste perfuranteque tem um diâmetro similar ou maior do que o diâmetro daabertura da saída de modo a manter a abertura de saídasubstancialmente fechada durante a etapa de alimentaçãode água quente.

Os cartuchos fechados que abrem pelo alcance suficientede uma pressão também são bem conhecidos da técnica.0 documento US-A-5242702 em nome de Nestec, descreve umcartucho plástico onde o fundo é aberto por quebra porimpulsão que ocorre sob a alimentação da água quente aocartucho, com o auxílio de um meio de perfuração que abreo fundo do cartucho em direção ao interior.

0 documento WO 2005/08 0223, em nome da Tuttoespresso,descreve um cartucho de uso único tendo uma porção detampa de saída localizada em uma parede de distribuiçãopara formar uma abertura de distribuição após um líquidoter sido introduzido dentro do cartucho, que rompe aabertura sob pressão ao cartucho com água quente. Deacordo com esta configuração, a saída tem porções deabertura em direção à saída do cartucho para liberar abebida.

0 documento EP-A-1595817 em nome da ITACA refere-se a ummétodo onde um cartucho de superfície denteada especial épressurizado pela alimentação de água quente e "apressurização da água e a entrada do cartucho é mantidaaté a porção de ruptura ser quebrada devido à pressão".

O documento EP-A-1364605, em nome da Sagliaschi et al. ,descreve um método de preparo de uma bebida em umcartucho plástico duro/rígido que pode resistir adeformação quando pressurizado pela alimentação de águaquente sob pressão ao referido cartucho. A alimentação deágua quente é continuada por um período de tempodependendo do tipo de bebida e é controlado por umtemporizador. Eventualmente, um elemento cortante perfurao fundo do cartucho pressurizado para liberar a bebida.

De modo a resistir ao aumento de pressão, o cartucho éfeito de um plástico rígido duro com uma espessura"calculada para ter certeza de que o recipiente tem umarigidez necessária para resistir à alta pressão porlongos períodos de tempo" (ver parágrafo 0034). Alémdis so, o cartucho tem que ser armazenado em um"recipiente impermeável" (parágrafo 0057) para evitar queo cartucho seja deformado pelo aumento de pressão naetapa de pressurização.

Os métodos acima, entretanto, requerem que a água quenteseja alimentada ao cartucho e que esta etapa depressurização seja continuada pelo menos até uma saídaser produzida. Durante o tempo que é requerido entre oinício da etapa de alimentação de água e a ruptura ouquebra do fundo ou da formação da abertura, o pó de caféé extraído ou dissolvido.

Estes métodos apresentam muitas desvantagens.O problema principal destes métodos é que o tempo deinfusão ou de mistura depende da pressão da água dentrodo cartucho, das características do material do cartucho,seu método de fabricação e do desenho das aberturas desaída do cartucho. O tempo de infusão/mistura é,portanto, uma variável mais do que uma constante; porexemplo, foi descoberto que mesmo as menores alteraçõesna composição do material do cartucho ou na eficiência dabomba ou no desenho do cartucho resultaria em umaconseqüência diferente nas características da bebida.Portanto, a eficiência da etapa de mistura e de extraçãotambém é uma variável e uma característica aleatória dapreparação da bebida.

Isto também é verdade no caso do documento europeu acimadiscutido EP-A-1364605, devido a uma área fina do fundodo cartucho ser requerida para formar a abertura desaída, esta área fina sendo submetida a uma possívelabertura precoce.

De modo a contornar este problema foi proposto controlara proporção de fluxo da bebida a partir da câmara demistura/infusão. 0 referido método sendo descrito, porexemplo, no documento US-B-6383083, onde um corpo deválvula é posicionado na saída de uma câmara de mistura,e no pedido de patente EP 04031014.6, onde muitosparâmetros são variados para controlar a proporção defluxo da bebida a partir da câmara de mistura/infusão.

Ainda, este método não resolveu completamente o problemaacima mencionado, os parâmetros variáveis remanescentescolocam em risco a confiança completa dos resultados.

Ainda um outro problema é para melhorar a extração dosmateriais que tem uma granulometria relativamente alta,tal como, por exemplo, café moído para o assim chamadocafé "americano" ou "regular" ou camomila e outrosremédios fitoterápicos. De fato, para estes tipos demateriais não é possível utilizar altas pressões paraextração, como são utilizados para o café expresso, ondeas partículas finamente moídas de cave provêem aresistência suficiente para aumentar a pressão dedistribuição para 8-9 bar.

Portanto, ainda existe a necessidade de um processomelhorado e um aparelho para preparar e dispensarbebidas, particularmente bebidas quentes, de uma maneirafácil, confiável, e com um custo eficaz. Também énecessário melhorar os processos existentes sem ter queredesenhar os cartuchos existentes e os instrumentos.

Também existe a necessidade de se tornar os processos deextração menos dependentes da natureza do material a serextraído por mistura.

É um objetivo d apresente invenção resolver os problemasacima mencionados e prover um processo melhorado parapreparação de bebidas e um aparelho que possa resultar emuma bebida excelente.

Consequentemente, a presente invenção provê um processopara preparar uma bebida de acordo com a reivindicação 1.A pressão para qual é feita referência neste relatório, amenos que de outro modo especificado, é a pressão medidano circuito hidráulico, por exemplo, por detectores depressão localizados no referido circuito de modo a serconectado hidraulicamente com a câmara de mistura ou como cartucho, como descrito adiante.

A pressão durante a etapa de retenção acima mencionada,ou cada uma das referidas etapas, é de pelo menos 3 bare, preferivelmente, é de pelo menos 5 bar,pref erivelmente na faixa de 5 a 18 bar e, maispreferivelmente, de 5 a 12. Esta pressão (relacionadacomo a primeira pressão ou PI) permanece substancialmenteconstante por um período de tempo de 1 a 60 segundos,devido à câmara de preparação, ou seja, o cartucho ou acâmara de mistura, é rígido e é fechado. 0 fluxo de águapara a câmara de preparação é, preferivelmente, renovadopara liberação da quantidade requerida de bebida,especialmente, se a câmara de preparação for uma câmarade mistura contendo, por exemplo, café moído para sermisturado.

A interrupção do fluxo de água para a câmara depreparação pode se repetida (após ter reiniciado oreferido fluxo), assim, a invenção provê um método onde ofluxo de água para a câmara de preparação é interrompidopelo menos uma vez (e reiniciado) enquanto a câmara depreparação ainda está fechada. A etapa de reinicio,também pode ser repetida, ou seja, muitas etapas deinterrupções e reinícios podem ser realizadas; nestecaso, após alcançar a primeira pressão Pl de pré-misturae ter sido interrompido o fluxo de água para um "tempo deretenção de pressão", a etapa de reinicio pode resultarna manutenção da referida primeira pressão Pl ou em umaumento da pressão para pressão P2. A pressão P2 é entãomantida em um outro tempo de espera no final do qual umaoutra etapa de reinicio pode ser realizada; a pressão P2pode ser aumentada novamente, em um perfil de aumento depressão gradativo. Alternativamente, a água é alimentadapor períodos de tempo muito curtos durante as etapas dereinicio de modo a manter uma pressão substancialmenteconstante - ou um aumento de pressão muito leve, porexemplo, não maior do que 5%, no máximo 10% - dentro docartucho ou na câmara de mistura.

De acordo com uma primeira configuração da invenção, aprimeira pressão, ou seja, a pressão da etapa de retençãode pressão é menor do que a pressão de abertura da câmarade preparação, ou seja, a pressão na qual a câmara depreparação é aberta. Em outras palavras, o método dapresente invenção provê alcançar um primeiro valor depressão (dentro do circuito hidráulico do aparelho) ,interromper pelo menos uma vez o fluxo de água à câmara,para manter a câmara substancialmente naquela pressão eentão alimentar novamente a água à câmara de preparação,para alcançar uma segunda pressão, ou seja, a pressãorequerida para a abertura do cartucho. A pressão quando acâmara é aberta pode ser e, usualmente é, diferentedaquela pressão durante a etapa de distribuição dabebida.

De acordo com uma outra configuração da invenção, apressão durante a referida etapa de manutenção dapressão, ou seja, durante a referida etapa de interrupçãodo fluxo de água para a câmara é reduzida e entãoaumentada novamente pelo menos uma vez.

O perfil de pressão da etapa de distribuição de bebida éescolhido de acordo com o material provido na câmara depreparação, ou seja, no cartucho ou na câmara de mistura,para resultar em uma melhor forma de extração em vista doproduto final requerido. Esta seleção do perfil depressão de distribuição pode ser independentemente dapresença de uma etapa de retenção de pressão antes daabertura da câmara de preparação.

Assim, a primeira pressão Pl da etapa de interrupção deágua, ou etapa de retenção de pressão, ou pressão final(por exemplo P2) que é auxiliada por um período de tempo,podem ser maior, equivalente ou menor que a pressãodurante a etapa de distribuição da bebida, por exemplo,na preparação de camomila do cartucho é auxiliada eaberto na primeira pressão Pl de 12 bar, a pressão cai ea bebida é dispensada, após o reinicio do fluxo de água,em uma pressão de 2 bar.

A invenção também refere-se a um aparelho para dispensarbebida, compreendendo uma câmara de preparação de bebidaincluindo uma saída e meios para alimentação de água paraa referida câmara de preparação e alcançar uma pressãopreviamente determinada, caracterizada pelo fato decompreender ainda meios para interrupção do referidofluxo de água à dita câmara de preparação e parareiniciar o referido fluxo de água após o tempo depreparação prévia ter transcorrido.

A câmara de preparação, como acima mencionado, é umcartucho rígido ou uma câmara de mistura, se nenhum dossaches for utilizado e o café for diretamente alimentadoa câmara de mistura, a câmara irá compreender pelo menosum pistão, de acordo com o tipo de aparelho.

Se a câmara for um cartucho, ou sache, ela será fechada,exceto para o meio de entrada de água, durante a etapaformadora de pressão e a etapa de retenção de pressão. 0cartucho é usualmente aberto também por um aumentoadicional de pressão, que resultará em uma mistura nasaída, por um membro de perfuração, um meio perfurador ousimilar ou pela combinação dos dois.

A primeira pressão alcançada no cartucho, ou seja, apressão da etapa de pré-mistura, ou a etapa de retençãode pressão, é de tal modo que não gere uma abertura deforma alguma, após a etapa de retenção de pressão tersido realizada por um período de tempo requerido, umasegunda pressão é então obtida, tal como para deformar ocartucho e gerar a abertura de saída para liberação dabebida.

Se a câmara é uma câmara de mistura obtida em um cilindroe definida por pelo menos um pistão, a abertura de saídaserá fechada e aberta por meios de fechamento, tais como,os meios de válvula, por exemplo, câmaras de misturadescritas no documento US-B6382083 e na técnica anterioraqui discutida, relacionadas aos elementos de válvula quefecham a saída da câmara de mistura contra o fluxo deágua através da câmara de mistura e a qual pode seraberta para dispensar a bebida.

O processo de extração é mais completo, porque durante otempo de retenção, ou seja, o tempo durante o qual ocartucho é retido sob pressão, sem alimentação de água àela, a água pode não apenas umidificar o material dabebida, mas no caso do café moído, pode também penetrarmelhor nos poros das partículas de café moído e extrairmelhor o aroma, o sabor e todos os compostos que resultamou que auxiliar no resultado excelente de característicasorganolépticas de uma bebida de café extraída sobpressão. Nominalmente, acredita-se que o método deextração melhorado da invenção também resulte em umaextração melhorada das fibras do café na forma de "Dietade Fibras Solúveis - (SDF)" e relacionado aos compostosfenólicos e formadores de aroma ligados às fibras ("J.Agric. Food Chem., 2007, 55 (5)" e "Scientific American,Weekly Review, March 20, 2007").

A pressão de extração (ou seja, a primeira pressão, naqual o bombeamento de água para a câmara de mistura édescontinuado), para ser utilizada no método da invençãoestá dentro da faixa de 3 a 20 bar e, preferivelmente, de-5 a 15, mesmo uma pressão relativamente baixa é muitoeficaz, quando uma pressão compreendida dentro da faixade 5 a 10 bar é utilizada na etapa de retenção depressão, o método prove uma excelente extração. Graças aisto, um cartucho tradicional pode ser utilizado em umamáquina de café tradicional, sem ter que utilizar umcartucho rígido, pesado e espesso descrito no documentoEP-A-1364605. Também, bombas padrão e não onerosas, por exemplo, aquelas já conhecidas do estado da técnica paraeste propósito, podem ser utilizadas.

Uma outra vantagem é que todos os cafés moídos ou outrosmateriais, na câmara de preparação serão impregnados comágua quente, isto resultará em uma redução drástica e aténa ausência de rotas preferidas para a extração da águadurante a etapa de liberação da bebida.

Uma vantagem adicional é que a proporção de fluxo dabebida a partir da câmara de preparação torna-se menoscrítica para a qualidade da bebida porque uma boa parteda etapa de extração é realizada durante a etapa deretenção de pressão (ou seja, a pré-mistura com umapressão de pelo menos 3 bars com a câmara de misturafechada). Em uma perspectiva diferente, a invenção podeser utilizada para realizar uma fase de pré-misturaincluindo uma ou muitos padrões de retenção, de modo quea mistura subseqüente seja realizada em uma pressão fixae conhecida antes da mistura em vista da natureza doproduto (café, camomila, chá, etc.) e características(por exemplo, porosidade). A pressão de distribuiçãopode, portanto, ser maior, equivalente ou menor que apressão de retenção da pré-mistura.

Em outras palavras, graças à invenção é possível realizara referida etapa de pré-mistura em 12 bars em uma câmarade mistura fechada por, por exemplo, 5 segundos e então ocartucho é aberto (ou a câmara) e é dispensado o café emuma pressão inferior, de por exemplo, 6 bars; a bebidaobtida terá o benefício da melhora na extração derivadode uma etapa de pré-mistura em 12 bars.

A invenção serão agora descrita, em maiores detalhes, comreferência aos desenhos anexos, não limitativos, nos quais:

A figura 1 é um esboço ("layout") de um aparelho deacordo com a invenção;

A figura 2 é um outro esboço esquemático de um aparelhode acordo com a invenção;

A figura 3 representa ainda um esboço esquemático de umaparelho de acordo com a invenção;

As figuras 4 e 5 são diagramas de pressão mostrando osvalores de pressão do circuito hidráulico em um processode extração tradicional e em uma configuração do processode acordo com a presente invenção;

A figura 6 ilustra um esboço esquemático de um outroaparelho de acordo com a presente invenção; e

As figuras 7 e 8 representam diagramas de pressãomostrando os valores de pressão do circuito hidráulico emconfigurações adicionais do processo de acordo com apresente invenção.

A presente invenção é utilizada com uma câmara depreparação de bebida contendo um material tal como cafémoído, folhas de chá, remédios fitoterápicos, leitegranulado, ou com produtos solúveis tais como café,chocolate ou pré-misturas de cappuccino ou pós para cháde limão bem como suco de frutas concentrado, artificial,ou agentes naturais de sabor, pó de tempero tal comocanela e produtos similares.

Como previamente explicado, a expressão câmara depreparação de bebida aplica-se aos aparelhos utilizandocartuchos rígidos s aos aparelhos tendo uma câmara demistura; a câmara de mistura é rígida e pode conter umsache flexível ou material moído solto. No último caso, acâmara de mistura, conhecida da técnica, compreende,convencionalmente, um cilindro e pelo menos um pistão,para mistura do café ou de outras bebidas.

Com referência à figura 1, o aparelho dispensador debebida 1 compreende uma câmara de preparação de bebida 2,incluindo uma saída 3, contendo o ingrediente. Naconfiguração mostrada, a câmara é um cartucho 2b. 0aparelho compreende em uma forma conhecida per se, meiospara alimentação de água para a câmara 2, que inclui umrecipiente de água 4 e uma linha 6 que alcança a câmara2. Uma bomba 7 é provida na linha 6. A jusante da bomba 7é provida uma válvula 8 e um detector de pressão 9 que éassim capa de detectar a pressão dentro do circuitohidráulico do aparelho. Como previamente mencionado, apressão relacionada ã descrição e as reivindicaçõesrefere-se à pressão medida no circuito hidráulico, porexemplo, pelo detector 9.

Ambos, a válvula e o detector de pressão estão conectadospor uma unidade de controle 10, tal como uma CPU ou ummeio similar. Um temporizador 11 é incluído em ouconectado à unidade de controle 10; a unidade de controlecompreende, ou é, um computador ou uma unidadeprogramável para operar o aparelho da invenção, incluindoa bomba e o meio de válvula, de acordo com o método dainvenção, ou seja, para interromper o fluxo de água paraa câmara de preparação e, preferivelmente, reiniciá-loantes ou após a câmara ter sido aberta de modo a liberara bebida para o copo.

Os meios de aquecimento podem ser providos para controlara temperatura da água.

Por exemplo, usando água aquecida, de acordo com apresente invenção, o processo de preparação de umabebida, por exemplo, um café, provê que a água aquecidapelo meio de aquecimento 12 no tanque de água 4 éalimentada através da bomba 7 e a válvula 8 para ocartucho 2b age como a câmara de preparação de bebida. Asaída do cartucho (ou a saída da câmara quando o cartuchonão é utilizado) é inicialmente fechada.

Agua quente é alimentada continuamente até um primeirovalor de pressão Pl ser alcançado dentro da câmara 2 eser detectado pelo detector de pressão 9. Esta primeirapressão está geralmente dentro da faixa de 3 a 20 bars e,preferivelmente, de pelo menos 5 bars, maispref erivelmente na faixa de 5 a 15 bars. Uma vez que arequerida primeira pressão Pl seja alcançada e detectada,a bomba 7 é interrompida, ou a válvula 8 é fechada, ouambas ocorrem juntas.

A pressão requerida não deve necessariamente serdetectada com um detector de pressão. 0 mesmo efeito, ouseja, o fato de que o material na câmara de preparação étodo impregnado com água sob pressão, pode ser alcançadapor, por exemplo, dois outros caminhos; por alimentaçãode um volume predeterminado de água à câmara (suficientepara gerar e manter a pressão requerida por um temporequerido) ou por operação da bomba de água para umperíodo de tempo predeterminado (suficiente paraalimentação suficiente de água para produzir e manter apressão requerida por um período de tempo requerido).

O cartucho, ou a câmara de mistura, é então mantido nestapré-mistura e a condição de extração (etapa de retençãode pressão) por um tempo tl, que está usualmente dentroda faixa de 1 a 60 segundos, preferivelmente, de 2 a 40segundos e, mais preferivelmente, de 3 a 15 segundos. Umperíodo de tempo preferido é de 5 a 6 segundos.

Nesta etapa de retenção de pressão, a câmara é aindafechada e o conteúdo da câmara de preparação de bebida é,portanto, mantido em um recipiente pressurizado (câmaraou cartucho) junto com a água, ou seja, com o meio deextração. Durante esta etapa, a água não irá umedecerapenas, mas também penetrar as partículas do ingrediente,ou material, presente na câmara, obtendo assim, umadissolução excelente ou extração do ingrediente. Emoutras palavras, acredita-se que El retém as partículasdos ingredientes em uma pressão de pelo menos 3 bars peloreferido tempo (por exemplo, 1 a 60 segundos) a água podeumidificar uniformemente o ingrediente e penetrar eimpregnar as partículas, alcançando os compostoslocalizados dentro de suas cavidades. Esta seqüência podeser repetida muitas vezes; se o aparelho é utilizado paradispensar a bebida, a quantidade total de tempo serádentro da quantidade total do tempo como acimaespecificado de modo a evitar que o tempo de dispersão émuito longo. Se o método for utilizado industrialmentepara melhorar os processos de extração conhecidos, aquantidade total do tempo seria maior.

No final da etapa de retenção da pressão ou etapas, porexemplo, após 20 segundos, a bomba 7 é iniciadanovamente, a válvula 8 é aberta e o fluxo de água para acâmara é reiniciado. Alternativamente, o cartucho éaberto sem o reinicio do fluxo de água.

A abertura e a etapa de distribuição da bebida podem serrealizadas na referida primeira pressão Pl (que nestecaso seria, por exemplo, de 12 a 17 bars) ou em umapressão maior ou menor do que a primeira pressão PI,antes ou após a câmara ser aberta. A abertura da câmarade liberação da bebida preparada é realizada de acordocom as características da câmara e pode ser um resultadodo aumento da pressão na câmara ou pode ser mecanicamenteoperada. Uma combinação de duas características também épossível. Em uma câmara de mistura provida com um meio deválvula, a etapa de abertura dos meios de válvula éoperada via uma unidade de controle, por exemplo,magneticamente, pizo-eletricamente ou hidraulicamente.

Quando a câmara é aberta, uma queda da pressão iráocorrer usualmente; como um resultado da queda dapressão, é realizada a remoção de água (ou outrassubstâncias impregnando as partículas) penetra dentro daspartículas do café moído junto com o aroma.

A bebida assim preparada é então liberada para o copo oupara o recipiente C final. Em uma outra configuração dainvenção, o controle da interrupção é realizado pelotemporizador, ou seja, sem fazer uso do detector depressão para este propósito. O referido aparelho édescrito na figura 2, onde o mesmo número de referênciastenha sido utilizado para os mesmos componentes. Nesteaparelho, um tanque de água 13 é conectado à bomba 7 poruma linha na qual um medidor de fluxo 14 é montado. Abomba 7 é conectada a uma válvula de três vias 15 tendoum duto conectado a uma bandeja de gotejamento 16; duasválvulas duplas poderiam ser utilizadas ao invés daválvula 15. Na configuração ilustrada, a válvula 15 éconectada para os meios de aquecimento da água 17, porexemplo, provido com uma resistência elétrica 12, que éconectada à câmara de preparação 2; é claro que alocalização da válvula 15 entre os meios de aquecimento

17. e a câmara de preparação 2 também está dentro doescopo da invenção, nesta configuração e nasconfigurações aqui discutidas. A câmara 2 pode ser ou oalojamento do cartucho ou pode ser do tipo definido comopistão-cilindro.

Nesta configuração, a bomba é operada pela unidade decontrole 10 de acordo com a unidade de detecção de tempo18 como a seguir.

Na primeira etapa a válvula 15 é aberta para conectar abomba 7 ao aquecedor 17 e fecha o duto para a bandeja degotejamento 16, e a bomba 7 é iniciada; o meio dedetecção de tempo 18 inicia a medida do tempointerrompido. 0 medidor de fluxo 14 detecta e regula aquantidade de alimentação pela bomba para a câmara depreparação 2, de modo a alcançar a primeira pressãorequerida na câmara 2 após um tempo tbomba ter sidointerrompido e, portanto, após uma quantidade de águapreparada anteriormente ter sido alimentada à câmara 2.Após o referido tempo tbomba/ a bomba 7 é interrompida e aetapa de retenção de pressão é iniciada por um tempo ti.No final deste período ti, ou seja, no final da etapa deretenção da pressão, que será a última para um outroperíodo de tempo tx, por exemplo, 2 0 segundos, a bomba 7é iniciada novamente e a câmara 2 é aberta. No final daetapa de distribuição de bebida, a operação da bomba 7 édescontinuada e a válvula 15 trocada para a conexão com abandeja de gotejamento 16.

A configuração ilustrada na figura 3 é quasecorrespondente à configuração da figura 2 e a mesmareferência será utilizada para o mesmo componente doaparelho. A diferença com relação à configuração dafigura 2 situação no uso de um detector de pressão 19 eum interruptor montado na entrada do aquecedor de água 17de modo a detectar a pressão na câmara 2.

A operação desta configuração é similar ao métododescrito com referência à figura 1; com a válvula 15aberta, a bomba 7 é iniciada, a água é alimentada aoaquecedor 17 e a partir da câmara de preparação 2, queestá em uma condição fechada. Uma vez que o detector depressão 19 percebe que a primeira pressão, ou seja, apressão a ser utilizada no tempo de retenção da pressão,a ser alcançada gera um sinal para o interruptor,diretamente ou através da unidade de controle 10, a bomba 7.

Após o tempo requerido tl (por exemplo, 2 5 segundos) tersido interrompido, ou seja, no final da etapa de retençãoda pressão, a operação da bomba 7 é reiniciada e a câmarade preparação é aberta.

Nas figuras 4 e 5 ilustra através de gráficosesquemáticos o perfil da pressão de um processo conhecido(figura 4) e o processo de acordo com a invenção. Essesgráficos são simplificados para melhor ilustrar as etapasdo método da invenção.

Na figura 4 o aumento da pressão com o tempo até a câmaraser aberta no tempo = tabertura; a pressão alcança então apressão da liberação da bebida e usualmente permanecesubstancialmente constante (com diferenças menores deacordo com o ingrediente utilizado e a proporção de suaadsorção de água) até o final do tempo de dispersãoquando a bomba é interrompida em tfinai.

Como mostrado na figura 5, a invenção provê o alcance deuma primeira pressão Pl (5 bars nesta figura) no tempotbomba e para reter esta pressão Pl até o tempo ti seralcançado. O tempo de retenção da pressão Pl é ti-tb0mba·Na configuração preferida ilustrada a pressão é novamenteaumentada pelo reinicio da alimentação de água à câmara,até o tempo tabertura/ quando a câmara é aberta. A parteremanescente do processo de preparação da bebida, ouseja, a etapa de distribuição de bebida ésubstancialmente idêntica à correspondente etapa dedistribuição de bebida na figura 4, até o fim do processono tempo tfinal.

A figura 8 ilustra outras duas formas de realizar ométodo da invenção. Em ambas as configurações a primeirapressão é alcançada e no tb0mba a bomba 7 é interrompidaou o fluxo é interrompido através da válvula 15. Ao invésde reiniciar o fluxo da água para a câmara de preparação2 no tempo ti e aumentar a pressão até a abertura dacâmara de preparação no tempo tabertura nestasconfigurações não existe aumento da pressão: ticorresponde ao tabertura/ OU seja, ti = tabertura e, o fluxo dereinicio ocorre substancialmente ao mesmo tempo daabertura da câmara de preparação.

A pressão pode permanecer substancialmente constante atéo fim da distribuição da bebida, como é mostrado na linhatraço-ponto 20, ou pode ser diminuída na abertura docartucho, como mostrado com a linha 21. No segundo casoda quantidade de espuma obtida no café é muito maior.

As figuras 6 e 7 mostram um esquema de um aparelhoadicional da invenção e um gráfico mostrando o perfil depressão que pode ser obtido com o aparelho da figura 6. Afigura 6 é amplamente correspondente ao aparelho dafigura 3; em adição às referidas características, oaparelho da figura 6 compreende um meio de redução dapressão na câmara de preparação fechada 2 durante o tempode retenção da pressão tbonü3a-ti. 0 perfil da pressãoresultante é mostrado na figura 7.

A queda da pressão é obtida por meio da válvula 22 e umcorpo de expansão 23 localizado a jusante da câmara depreparação 2, preferivelmente entre a câmara 2 e caldeira17. Na configuração ilustrada, a válvula 22 é uma válvulade quatro vias e o corpo de expansão 23 é uma alça;outras configurações poderiam ser utilizadas. A função écomo a seguir: a válvula 22 é inicialmente conectada àcaldeira 17 à câmara 2; uma vez que a primeira pressão Plé alcançada, o fluxo de água é interrompido; durante otempo de retenção de pressão, a válvula 22 é interrompidaao se conectar a câmara 2 ao corpo de expansão 23 e éentão alterado para se conectar à caldeira 17 (ou aoaquecedor rápido- "flash-heater") à alça 23 e a alça 23 àcâmara 2. 0 circuito é assim trazido de volta a umacondição pressurizada, se necessário pelo uso da bomba 7.No final da etapa de retenção de pressão, ou seja, notempo ti, o fluxo à câmara 2 é reiniciado, a pressãoaumentada, a câmara 2 é aberta e a bebida é distribuídacomo mostrado no gráfico da figura 7. Alternativamente, ométodo seguiria uma das vias do controle da pressão noaparelho acima descrito com referência à figura 8.Em uma outra configuração da invenção, a queda da pressãoda figura 7 é obtida por ter uma câmara de preparação 2compreendendo um cilindro e pelo menos um pistão e pormovimento o referido pistão aumenta o volume da câmara demistura e reduz, assim, sua pressão. Preferivelmente,dois pistões são providos, independentemente, e operadospelos motores correspondentes.

A invenção será agora descrita adicionalmente comreferência aos exemplos a seguir.Exemplo 1:Café expresso

Duas séries de dez ciclos de mistura usando os parâmetrosa seguir para ambos os ciclos de mistura foramrealizadas:

a) 7 gramas de café moido, principalmente de origemRobusta (75%);

b) moagem dos grãos foi colocada para obter uma dimensãode tamanho de partícula - expresso como tamanho médioponderado - de 412 mícrons;

c) temperatura de entrada de água: 920C + 20C

d) pressão do circuito de água durante a distribuição: 12bars

e) volume da bebida: 4 0 cc

A câmara de mistura para todos os cafés foi em umcartucho de copolímero obstruído por polipropileno, parauso com alimento, tendo um módulo de curvatura de 1400MPa (ISO 178). Este cartucho está comercialmentedisponível a partir do presente pedido da Tuttoespresso -Origgio - Itália. O tempo de distribuição de bebida (apartir da abertura do cartucho) foi de 25 segundos.

Na primeira série de 10 ciclos de mistura (os ciclos dereferência) os parâmetros acima foram utilizados parafazer dez bebidas de café por meio de um ciclo de misturapadrão, ou seja, sem qualquer etapa de pré-mistura. Oscartuchos foram abertos em 10 bars.

Na segunda série de dez ciclos de mistura (os ciclos dainvenção) uma pré-mistura, retenção de pressão, etapa deacordo com os ensinamentos da presente invenção foirealizada. O processo de preparação de bebida incluindouma etapa de pré-mistura com duração de 10 segundos,durante os quais o café moído foi retido por cerca de 5bars de pressão na câmara de mistura do cartucho fechado,antes do reinicio de água pressurizado alimentado comágua e aberta para o cartucho com 10 bars de pressão.A pressão de distribuição de bebida foi de 12 bars.

O café da série de 10 ciclos de referência de mistura eos cafés da série de 10 ciclos de mistura da invenção foiseco, separadamente para cada café de cada série, em umforno a 105°C ate nenhuma redução de peso adicional tersido detectada (ou seja, até o peso constante); o resíduoseco foi então pesado, seguido pela norma UNI 8309padronizado.

Na primeira série, ou seja, a série referência, a médiacalculada do resíduo seco foi de 28% (p/p) da quantidadede café inicial, na segunda série, ou seja, a série dainvenção envolvendo uma fase de pré-mistura pressurizadade 10 segundos, a média calculada do resíduo seco foi de33% (p/p) da quantidade inicial do café, com um aumentomédio abaixo de 20%.

O teste de referência acima foi repetido com uma outrasérie de dez cartuchos, mas neste caso o cartucho jáestava aberto. Nenhuma etapa de retenção de pressão foirealizada, para simular uma preparação de expressoclássica. 0 resíduo seco para esta extração foi de 23%(p/p) para confirmar os resultados excelentes do processoda invenção também com referência aos outros métodosconhecidos.Exemplo 2:

Café americano

Duas séries de dez ciclos de mistura usando os parâmetrosa seguir para ambos os ciclos de mistura foramrealizadas:

a) 7 gramas de café moído, Robusta 75%;

b) moagem dos grãos foi seriada para obter uma dimensãode tamanho de partícula - expresso como tamanho médioponderado - de 4 52 mícrons;

c) temperatura de entrada de água: 900C + 20C

d) pressão do circuito de água durante a distribuição: 6bars

e) volume da bebida: 110 cc

A câmara de mistura para todos os cafés foi em umcartucho de copolímero obstruído por polipropileno, parauso com alimento, tendo um módulo de curvatura de 14 0 0MPa (ISO 178) . Este cartucho está comercialmentedisponível a partir do presente pedido da Tuttoespresso -Origgio - Itália. 0 tempo de distribuição de bebida (apartir da abertura do cartucho) foi de 25 segundos.

Na primeira série de 10 ciclos de mistura (os ciclos dereferência) os parâmetros acima foram utilizados parafazer dez bebidas de café por meio de um ciclo de misturapadrão, ou seja, sem qualquer etapa de pré-mistura. Oscartuchos foram abertos em 9 bars.

Na segunda série de dez ciclos de mistura (os ciclos dainvenção) uma pré-mistura, retenção de pressão, etapa deacordo com os ensinamentos da presente invenção foirealizada. Particularmente, o processo de preparação debebida inclui uma etapa de pré-mistura com duração de 15segundos, durante os quais o café moído foi retido porcerca de 9 bars de pressão na câmara de mistura, antes doreinicio de água pressurizado alimentado com água eaberta para o cartucho com 9 bars de pressão. A pressãocai imediatamente para 6 bar. A pressão de distribuiçãode bebida foi de 6 bars, ou seja, menor então do que apressão de abertura.

O café da série de 10 ciclos de referência de mistura eos cafés da série de 10 ciclos de mistura da invenção foiseco, separadamente para cada café de cada série, em umforno a 1050C até que nenhuma redução de peso adicionaltenha sido detectada (ou seja, até o peso constante); oresíduo seco foi então pesado, seguido pela norma UNI8309 padronizado.

Na primeira série da média calculada do resíduo seco teveum valor de 31%, na segunda série, ou seja, a série dainvenção envolvendo uma fase de pré-mistura pressurizadade 15 segundos, ela teve um valor de 35% com um aumentoda média de cerca de 13%.

Exemplo 3:

Preparação de camomila

Duas séries de dez ciclos de mistura foram realizadas comos parâmetros a seguir:

a) 2,5 gramas de flores de camomila moída;

b) temperatura de entrada de água: 85°C

c) pressão do circuito de água durante a distribuição: 5 bars

d) volume da bebida: 13 0 cc

e) tempo de distribuição da bebida: 30 segundos.

A primeira série (referência) de ciclos foi realizada nocaminho tradicional padrão. Os ciclos de mistura na sériede segundos, foram realizados com uma etapa de pré-mistura adicional na qual o cartucho fechado foi mantidoem 8 bars por 10 segundos antes da abertura do cartucho.

A pressão de distribuição da bebida foi de 5 bars.

A bebida de camomila obtida de acordo com a invençãodemonstrou um aumento na cor, sabor e no resíduo seco comrelação ao extrato de camomila obtido com a primeirasérie tradicional de ciclos sem a etapa de retenção depressão na pré-mistura que foi apenas levemente colorido.Similarmente, aumentos no valor do resíduo total seco, ouseja, uma extração melhorada, foi encontrada quandoutilizando o processo da invenção com outros materiaistais como chá e outras infusões fitoterápicas.

Como previamente mencionado, o processo da invenção tornapossível melhorar o processo de extraçãoindependentemente da pressão de distribuição. Em outraspalavras, a pressão de abertura da câmara de preparaçãode bebida, Pabertura/ pode ser colocada pelo usuário oupelo fabricante, para ser maior, idêntica ou menor do quea pressão de distribuição da bebida Pdistribuição, para obtero tipo desejado de bebida (por exemplo, com ou semespuma, etc.) embora no mesmo tempo de melhora daextração do material.

A pressão de abertura pode ser controlada por meiosdiferentes. Quando a câmara de preparação de bebida forum cartucho ou um sache, o cartucho ou o sache é rígidoe/ou é armazenado em um recipiente rígido para evitardeformação do cartucho uma vez que ele é pressurizado napressão requerida de pelo menos 3 bars, preferivelmentede 5 bars, e até 12 ou além de 17 bars. Assim, um sacheflexível pode ser utilizado para a presente invenção,provido que é armazenado em uma câmara rígida e que acâmara não tem qualquer elemento perfurante projetando-sedentro dela. Em outras palavras, a câmara do documentopreviamente discutido EP 0870457 não pode ser utilizadacom o processo da presente invenção.

Como previamente mencionado, de acordo com umaconfiguração, o cartucho é aberto para aumentar ainda apressão de retenção, por exemplo de 5 bar a 12 bars; istoirá resultar na quebra da parede do cartucho junto com aslinhas de quebra que definem (em um caminho conhecido) asaída de abertura do cartucho. Alternativamente, ocartucho é aberto por um membro perfurante que é movidopor meios conhecidos para perfurar a parede do cartucho,preferivelmente, do lado de fora para o lado de dentro.Em uma outra configuração, descrita no pedido de patenteco-pendente PCT/IB2006/003462, no nome do presente pedidode patente, o cartucho é aberto por uma combinação deações da pressão interna e de meios mecânicos que agem empelo menos uma porção do cartucho projetando-se da parededo cartucho para impulsioná-la para dentro do cartuchoquando uma pressão fixa é alcançada. Alternativamente, ocartucho é primeiro pressurizado e então meios mecânicossão influenciados contra a porção perfurante para abrir ocartucho.

Em uma câmara de preparação consistindo de uma câmara demistura incluindo um cilindro e um pistão para acomodarde forma livre o material alimentado (café moído, etc.),a abertura é realizada pr meio de um valor que fecha acâmara de mistura durante a etapa de retenção de pressãona pré-mistura da invenção. A válvula é então abertatanto por um aumento da pressão dentro da câmara ou paraum meio de controle. Uma válvula preferida é uma válvulapiezelétrica ou uma eletroválvula.

Foi descoberto que para controlar a proporção dePabertura/Pdistribuição as características finais da bebidaobtida através de uma infusão, ou mistura, o processopode ser controlado. Em outras palavras, foi descobertoque quando Pabertura > Pdistribuição a bebida terá mais bolhasque facilmente se rompem: assim, um ciclo de mistura naqual a pressão de distribuição é menor do que a pressãode abertura é particularmente vantajosa quando um café"americano" ou um café "espumado" (ou seja, um café commaior volume) ou uma infusão de camomila ou uma infusãofitoterápica com alta extração são requeridas.

Quando Pabertura < Pdistribuição a bebida resultante seráprovida com uma camada superficial compacta e uniforme deespuma ou "creme", por exemplo, resultante a partir daemuisão dos óleos do café durante a extração.

A proporção de Pabertura / Pdistribuição pode ser fixa paracontrolar conseqüentemente as características da bebidafinal. É, portanto, um objeto d apresente invenção umprocesso para preparar uma bebida misturada,compreendendo as etapas de misturar a bebida em umacâmara de preparação de bebida fechada, abrindo areferida câmara e dispensando a referida bebidamisturada, caracterizada pelo fato de a proporção Paberturadistribuição/ sendo a Pabertura a pressão na qual a câmarade preparação da bebida é aberta e Pdistribuição a pressão naqual a bebida é distribuída a partir da referida câmarade preparação de bebida, é fixa de acordo com ascaracterísticas requeridas para a bebida final. Areferida proporção geralmente está dentro da faixa de 6:1 a 1:10, preferivelmente, 6:1 a 1:6.

Claims (18)

1. Processo para preparar uma bebida, compreendendo asetapas de alimentar com água uma câmara de preparação debebida fechada (2), para preparar uma bebida, abrir areferida câmara e dispensar a bebida assim preparada apartir de uma saída (3) da câmara, caracterizado pelofato de compreender as etapas a seguir:- alimentar com água a referida câmara de preparação (2)até uma primeira pressão (Pl) de pelo menos 3 bars seralcançada;interromper pelo menos uma vez o fluxo de água àreferida câmara de preparação (tbomba);- manter a referida câmara de preparação (2) em umacondição fechada na referida primeira pressão (Pl) por umperíodo de tempo de retenção de pressão (tb0mba-ti);- abrir a referida saída (3) da câmara de preparação (2);e- dispensar a bebida assim preparada.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa deretomar pelo menos uma vez o referido fluxo de água paraa referida câmara de preparação (2), no final do referidoperíodo de tempo de retenção da pressão (tb0mba-ti).

3. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 2, caracterizado pelo fato de areferida pressão (Pl) ser aumentada no final do referidoperíodo de tempo de retenção da pressão (tbomba-ti).

4. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de areferida pressão (Pl) ser diminuída no final do referidoperíodo de tempo de retenção da pressão (tboniba-ti).

5. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de areferida pressão (Pl) ser diminuída pelo menos uma vezdurante o referido tempo de retenção da pressão (tboraba-tx).

6. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de areferida primeira pressão (Pl) estar dentro da faixa de 3a 20 bars.

7. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de areferida primeira pressão (Pl) estar dentro da faixa de 5a 17 bars.

8. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de oreferido tempo de retenção da pressão (tb0mba-ti) estardentro da faixa de 1 a 60 segundos, preferivelmente de 5a 20 segundos.

9. Processo para preparar uma bebida misturada,caracterizado pelo fato de compreender as etapas defermentar a bebida em uma câmara de preparação de bebidafechada abrir a referida câmara e dispensar a referidabebida misturada/fermentada, tendo uma proporçãoPabertura/Pdisp/ o Pabertura sendo a pressão na qual a câmarade preparação da bebida é aberta e Pdisp é a pressão naqual a bebida é dispensada a partir da referida câmara depreparação de bebida, que é representada de acordo com ascaracterísticas requeridas para a bebida final.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de a referida proporção estar,geralmente, dentro da faixa de 4:1 a 1:4.

11. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato decompreender ainda uma etapa de interromper o fluxo deágua conforme definido em qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 8.

12. Aparelho dispensador de bebida, caracterizado pelofato de compreender uma câmara de preparação de bebida(2) incluindo uma saída (3) e meios para alimentar comágua à referida câmara de preparação, compreendendo aindameios (7, 15) para interromper pelo menos uma vez oreferido fluxo de água à referida câmara de preparação(2) uma vez que a primeira pressão (Pl) de pelo menos 3bars é alcançada e mantida a referida primeira pressão(Pl) por um tempo de retenção de pressão previamentepreparado (tb0mba-ti), meios (7, 15) para retomar oreferido fluxo de água após o referido intervalo de tempopreviamente preparado e os meios para abertura dareferida câmara após o citado período de tempo (tb0mba-ti)ter sido interrompido.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de compreender um meio decontrole (10) operar a referida interrupção, meio dereinicio e meio de abertura.

14. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato decompreender ainda meios de detecção de pressão (9, 19).

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato decompreender ainda um temporizador.

16. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de areferida câmara de preparação de bebida (2) é um cartucho(2b) e o referido meio de abertura ser selecionado apartir de um elemento perfurante e um meio de indução deuma porção da parede do cartucho.

17. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de areferida câmara de preparação de bebida compreender pelomenos um pistão, um cilindro e uma válvula.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de compreender ainda um meio deexpansão (22, 23) para redução da pressão.