PT1555218E - Cartucho para café - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "CARTUCHO PARA CAFÉ" A presente invenção refere-se a um cartucho ou a um invólucro para conter café ou produtos solúveis para a preparação de bebidas em geral, em particular café ou produtos que são solúveis em água quente sob pressão, tais como produtos numa forma granular ou em pó, por exemplo, cevada, leite em pó e similares, ou produtos com base em folhas tais como, por exemplo, chá de camomila, chá, chás de ervas e similares. A presente invenção refere-se igualmente a um método de produção de uma bebida que utiliza um tal cartucho.

Far-se-á aqui uma referência especifica a um cartucho para conter café em pó, entendendo-se que um tal cartucho pode ser utilizado para conter outros produtos solúveis para a produção de outras bebidas.

Estão disponíveis no mercado essencialmente dois tipos de cartuchos para conter café em pó: cartuchos rigidos e cartuchos flexíveis.

Os cartuchos rígidos, que possuem uma configuração substancialmente cilíndrica ou tronco-cónica, compreendem duas metades de carcaça de material plástico rígido que são vedadas em conjunto utilizando calor ou ultra-sons. 0 café em pó é colocado no interior do cartucho em conjunto com um filtro que está em contacto com a parte inferior do cartucho. A parede inferior e/ou a parede superior do cartucho possuem habitualmente furos nas mesmas. Assim, quando o cartucho é colocado numa máquina de extracção de bebidas, a água quente sob pressão é injectada por cima da parede superior do cartucho e passa através dos furos na parede superior de modo a alcançar o produto em pó no interior do cartucho, retendo os aromas de maneira a produzir a bebida. A bebida passa em seguida através do filtro que retém o 1 produto na forma de pó e sai através dos furos na parede inferior do cartucho, de modo a ser recolhida numa taça para ser bebida pelo utilizador.

Este tipo de cartucho rígido apresenta o inconveniente importante do produto no interior estar exposto ao ambiente exterior devido aos furos providos na parede superior e/ou na parede inferior do cartucho, furos que impedem igualmente que sejam mantidas pressões elevadas antes da bebida ser extraída.

Como é conhecido, os produtos como o café em pó devem estar embalados em vácuo em recipientes estanques ao ar, caso contrário eles perdem a sua fragrância e aroma num espaço de tempo muito curto. Por esta razão, os cartuchos rígidos requerem uma outra embalagem estanque ao ar que protege o produto do contacto com o exterior. Uma tal embalagem é efectuada habitualmente com uma cinta de película plástica e/ou metálica que envolve um ou mais cartuchos. Os cartuchos rígidos implicam por isso custos extra devido à embalagem dos mesmos, e à presença da cinta de embalagem.

Conhecem-se igualmente da técnica cartuchos flexíveis, que compreendem um recipiente cilíndrico ou tronco-cónico flexível de espessura reduzida, que é aberto no topo para a introdução do produto em pó. Uma membrana quebrável é vedada a quente na superfície superior destes recipientes, de modo a que o produto em pó esteja vedado hermeticamente no interior do cartucho flexível.

Quando o cartucho flexível é inserido na máquina de extracção de bebidas quentes, uma placa do dispositivo fura a membrana no topo do cartucho, introduzindo assim a água quente, e um punção do dispositivo fura a parede inferior do cartucho, permitindo que a bebida seja extraída a partir do cartucho. A referida bebida passa através de um filtro na máquina, antes de ser recolhida numa taça pelo utilizador.

Este tipo de cartucho estanque ao ar e flexível não requer qualquer outra embalagem estanque ao ar para conservar 2 o aroma do produto. Na realidade, os referidos cartuchos estanques ao ar e flexíveis são embalados habitualmente em caixas de cartão que contêm dez ou mais cartuchos, proporcionando assim uma economia siqnificativa nos custos de embalagem.

Todavia, um tal cartucho flexível apresenta alguns inconvenientes devido à baixa qualidade da bebida obtida. Na realidade, quando a água quente sob pressão é injectada no interior do cartucho, a bebida deve ser extraída imediatamente, dado o material flexível a partir do qual é fabricado o cartucho não poder suportar uma tal pressão e uma tal temperatura durante muito tempo. Como um resultado, com um tal tempo curto de exposição à pressão no interior do cartucho, os aromas do produto não se dissolvem completamente na água e assim obtém-se uma bebida de baixa qualidade.

Além disso, os cartuchos flexíveis deste tipo fazem com que o filtro da máquina de extracção de bebidas quentes se obstrua, resultando na necessidade de uma manutenção frequente e/ou substituição do referido filtro da máquina de extracção de bebidas. A patente US 2002/0078831 divulga um cartucho substancialmente rígido que compreende uma película barreira removível pelo utilizador ou quebrável pelo fluido de bebida. A patente US 5656311 divulga um cartucho obtido a partir de uma película de camada única ou múltipla que compreende uma face inferior que possui zonas de espessura reduzida que atingem a sua tensão de rotura sob a pressão do fluido de bebida. O objectivo da presente invenção é ultrapassar os inconvenientes da técnica anterior ao proporcionar um cartucho para café ou produtos solúveis que é prático, económico e fácil de produzir.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um cartucho para café ou produtos solúveis que permite que sejam 3 produzidas bebidas de alta qualidade.

Ainda um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um cartucho para café ou para produtos solúveis que pode ser utilizado numa máquina de extracção de bebidas extremamente simples e económica.

Ainda um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um cartucho para café ou para produtos solúveis que é versátil e pode ser utilizado em vários tipos de máquinas de extracção de bebidas tradicionais.

De acordo com a presente invenção, estes objectivos são obtidos com o cartucho para café ou para produtos solúveis de acordo com a reivindicação 1 independente apensa.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um método para produção de bebidas através de extracção da bebida a partir de um cartucho para café ou para produtos solúveis que garante que a bebida é de boa qualidade.

De acordo com a invenção, este objectivo é obtido com as caracteristicas listadas na reivindicação 8 independente apensa. 0 cartucho para café ou para produtos solúveis de acordo com a invenção compreende um recipiente concebido para conter café ou um produto solúvel. É colocado um filtro no interior do recipiente, sobre a parede inferior, concebido de modo a permitir que a bebida passe através do mesmo mas de maneira a impedir a passagem do café ou do produto solúvel. 0 café ou o produto solúvel é colocado por cima do filtro, e em seguida o recipiente é fechado por meio de uma tampa com microperfurações, para permitir que a água quente sob pressão passe através da mesma. A caracteristica particular da invenção está representada pelo facto da parede inferior do cartucho possuir porções quebráveis que cedem quando o interior do cartucho atinge uma pressão pré-estabelecida, de modo a criarem uma abertura para a extracção da bebida, que pode escoar para o interior de uma 4 taça por baixo.

De forma a produzir a bebida, injecta-se primeiro água quente sob pressão no interior do cartucho através das microperfurações na tampa. 0 interior do cartucho é em seguida pressurizado durante um período de tempo óptimo até que as porções quebráveis da parte inferior do recipiente cedam, e assim ocorra a extracção da bebida a partir do cartucho.

Um tal tipo de cartucho apresenta a vantagem, de acordo com o tipo de enfraquecimento provido na parte inferior do cartucho, de ser permitida a pressurização do cartucho durante um tempo óptimo, suficientemente longo para fazer com que os aromas e as fragrâncias do café ou do produto solúvel sejam libertados na bebida, resultando numa bebida de excelente qualidade.

Outras características da invenção tornar-se-ão mais claras através da descrição pormenorizada que se segue, com referência a uma forma de realização da mesma dada meramente a título de exemplo e por isso não limitativa, ilustrada nos desenhos apensos, nos quais: A Figura 1 é uma vista em corte axial explodida, que ilustra o cartucho para café ou para produtos solúveis de acordo com a invenção; A Figura 2 é uma vista em planta superior que ilustra o recipiente do cartucho da Figura 1; A Figura 2A é uma vista em corte ampliada, parcialmente em corte, que ilustra a parte central da parte inferior do cartucho, tirada ao longo do plano da secção A-A da Figura 2; A Figura 3 é uma vista em planta inferior, que ilustra o filtro do cartucho da Figura 1; 5 - A Figura 4 é uma vista em corte axial, que ilustra o cartucho da Figura 1, montado e colocado numa máquina para a extracção de uma bebida a partir do cartucho, representada em diagrama antes da etapa de extracção da bebida; e - A Figura 5 é uma vista em corte axial, em diagrama, como na Figura 4, que ilustra o cartucho durante a etapa de extracção da bebida.

Descreve-se em seguida com o auxilio das figuras, uma descrição de um cartucho para café ou para produtos solúveis, efectuada de acordo com a invenção. A Figura 1 representa uma vista explodida de um cartucho de acordo com a invenção, designado como um todo pelo número 1 de referência. 0 cartucho compreende um recipiente 2 concebido para conter café ou um produto solúvel que pode estar na forma de grânulos, pó ou folhas, um filtro 4 concebido para ser posicionado no interior do recipiente 2 e uma tampa 6 concebida para fechar o recipiente 2.

Com referência igualmente às Figuras 2 e 2A, o recipiente 2 é configurado como uma taça cilíndrica ou tronco-cónica aberta no topo. 0 recipiente 2 compreende uma parede 20 inferior substancialmente configurada em disco a partir da qual se eleva uma parede lateral 21 ligeiramente cónica. A parede 20 inferior possui uma porção 22 central mais fina de modo a formar uma porção circular de enfraquecimento, rebaixada na superfície interna da parede 20 inferior. Na superfície interior da porção central de enfraquecimento 22 existem alguns rasgos 27, que definem porções de material 28 quebráveis que são mais finas do que a porção 22 central enfraquecida. 6 A título de exemplo, a Figura 2 representa dois rasgos 27 dispostos em cruz, de modo a dividir a porção 22 central enfraquecida em quatro segmentos circulares definidos pelo ângulo de 90° no centro. A parede 20 inferior possui além disso uma parte 23 periférica mais espessa, de modo a formar uma porção anular mais espessa em contacto com a parede lateral 21 e que sobressai para cima a partir da superfície interna da parede 20 inferior.

Na superfície interior da parede 20 inferior, entre a porção 22 central enfraquecida e a porção 23 periférica mais espessa, existem algumas nervuras (24, 24', 24") radiais que sobressaem de maneira ascendente que possuem a mesma espessura que aquela da porção 23 periférica mais espessa.

Como representado na Figura 2, existem mais oito nervuras 24 internas, dispostas de maneira equidistante umas das outras com um ângulo de 45°, que radiam para o exterior a partir da porção 22 rebaixada central. Na mesma direcção que as nervuras 24 mais internas, existem mais outras oito nervuras 24' externas que radiam para o interior a partir da parte 23 periférica mais espessa. As nervuras 24 mais internas estão distanciadas das nervuras 24' mais externas de modo a deixarem aberturas 29 para a passagem de líquidos.

Além disso, na parte inferior 20 do recipiente existem outras oito nervuras 24" centrais descentradas em relação à direcção radial das nervuras 24 mais internas e das nervuras 24' mais externas, e dispostas em registo com a direcção circunferencial das aberturas 29.

Como representado nas Figuras 1 e 2 está provido na superfície interna da parede lateral 21 do recipiente 2 um anel saliente ou colar 25, colocado próximo da parte inferior 20 e que sobressai radialmente para o interior. A parede lateral 21 do recipiente possui um rebordo 30 superior anular que sobressai para o exterior, de modo a 7 formar uma superfície 31 superior substancialmente plana. 0 recipiente 2 é fabricado numa única peça através de moldagem por injecção de material plástico rígido, tal como por exemplo plástico para utilização alimentar, e em particular polipropileno. A parede 20 inferior e a parede lateral 21 do recipiente 2 não possuem qualquer perfuração e a sua espessura é calculada de modo a garantir que o recipiente 2 possua uma certa rigidez, de maneira a ser capaz de suportar uma pressão elevada mesmo durante períodos de tempo longos.

Como representado na Figura 1, o filtro 4 é inserido no interior do recipiente 2 de modo a que ele permaneça sobre as nervuras (24, 24', 24") da parte inferior do recipiente sobre a superfície superior do espessamento 23 periférico da parede 20 inferior. Desta maneira, a bebida a ser extraída pode circular livremente entre o filtro 4 e a parte inferior 20 do recipiente 2, quer radialmente como não radialmente através das aberturas 29.

Como representado na Figura 3, o filtro 4 é configurado substancialmente em disco com um diâmetro exterior da mesma dimensão ou ligeiramente menor do que o diâmetro interior do recipiente 2, de modo a que ele possa ser colocado no seu interior. 0 filtro 4 compreende uma parede 40 de filtro configurada em disco, que possui uma porção 43 periférica anular concebida para apoiar-se sobre a porção 23 anular mais espessa da parte inferior do recipiente.

Está formada uma multiplicidade de furos 44 na parede 40 de filtro, e no centro. Os furos são definidos através de sedes com uma configuração de tronco de pirâmide, para permitir que a bebida líquida passe desce o topo até à parte inferior, e para reter o produto granular ou em pó, acima do filtro 4, no interior do cartucho 1. O rebordo lateral da porção 43 periférica do filtro 4 possui um colar 45 que sobressai radialmente para o exterior. Desta maneira, quando o filtro 4 é colocado sobre a parte inferior do recipiente 2, o colar 45 do filtro estará sob o colar 25 do recipiente, de maneira a estar retido na parte inferior do recipiente.

Logo que o filtro 4 tenha sido posicionado sobre a parede 20 inferior do recipiente 2, o recipiente 2 é cheio com o café ou com um produto solúvel, o qual é colocado sobre o filtro 4. Nesta altura coloca-se a tampa 6 sobre o rebordo 31 superior da parede lateral 21 do recipiente 2, de modo a fechar o recipiente 2. A tampa 6 é fixa sobre a superfície 31 superior do rebordo 30 superior do recipiente 2 utilizando vedação a quente, vedação por ultra-sons, cola ou similar. A tampa 6 possui microperfurações concebidas para permitirem que a água e/ou vapor sob pressão passem. Para este propósito a tampa 6 pode ser fabricada por meio de uma ou mais camadas de papel de filtro, ou por meio de uma ou mais tiras de material plástico microperfurado.

Com referência às Figuras 4 e 5, segue-se uma descrição da máquina para a extracção de uma bebida a partir do cartucho 1 de acordo com a invenção. Uma tal máquina de extracção, designada como um todo pelo número 100 de referência, compreende uma placa 101 de suporte sobre a qual é colocado o cartucho 1, e uma placa 102 de pressão, colocada por cima da placa 101 de suporte numa tal altura, de modo a estar acima da tampa 6 do cartucho 1 quando o cartucho 1 está colocado sobre a placa 101 de suporte. A superfície interna da placa 102 de pressão possui uma parte 120 circular rebaixada definida através de uma flange 122 periférica configurada em disco que sobressai para baixo e concebida para apoiar-se contra uma parte periférica da tampa 6, que está fixa à superfície 31 do rebordo 30 superior do recipiente 2. A placa 102 de pressão possui um canal 121 posicionado central e axialmente em relação à sua parte 120 circular 9 rebaixada. A água quente sob pressão é introduzida através do canal 121. É claro que pode ser provido mais do que um canal para introdução de água quente sob pressão. A placa 101 de suporte possui um furo 110 de passagem que possui uma parte 111 superior alargada, concebido para ser posicionado em registo com a porção 22 circular enfraquecida da parede 20 inferior do recipiente 2. O furo 110 na placa de suporte define um canal para descarga da bebida. A placa 102 de pressão pode mover-se verticalmente desde uma posição elevada (Figura 4) até uma posição baixa (Figura 5) na qual a parte 122 periférica da placa de pressão se pressiona de maneira estanque contra a parte periférica da tampa 6. Desta maneira, como representado na Figura 5, entre a parte 120 rebaixada da placa de pressão e a superfície superior da tampa 6 cria-se uma câmara 125 de pressurização, a qual é cheia com a água quente sob pressão que vem do tubo 121. Em seguida, a água quente sob pressão passa da câmara 125 de pressurização para o interior do cartucho 1 através das microperfurações da tampa 6. É claro que a placa 102 de pressão pode ser fixa e a placa 101 de suporte pode mover-se desde uma posição baixa até uma posição elevada na qual, ao empurrar o cartucho 1 para cima, a parte periférica da tampa 6 é pressionada contra a flange 122 periférica da placa 102 de pressão de modo a criar a câmara 125 de pressurização.

Na presente descrição, descreve-se uma tampa 6 com microperfurações capaz de utilizar o cartucho 1 com uma máquina de extracção como aquela descrita acima. No entanto, a tampa 6 pode não possuir microperfurações de modo a obter-se um cartucho 1 vedado hermeticamente. Neste caso a placa 102 de pressão terá per se meios conhecidos para perfurar a tampa 6 e para injectar água quente sob pressão no interior do cartucho 1.

De forma a produzir uma bebida com o cartucho 1 e a 10 máquina 100 de acordo com a invenção, 0 utilizador insere o cartucho na máquina 100 de extracção e inicia o ciclo de extracção. Nesta altura a placa 102 de pressão superior é baixada, criando a câmara 125 de pressurização. A seguir a isto, a água quente sob pressão é introduzida através do canal 121 da placa 102 de pressão e passa através das microperfurações na tampa 6, contactando com o café ou com o produto solúvel contido no recipiente 1. Nesta altura o interior do cartucho é pressurizado pela água quente. A pressurização da água - e assim do interior do cartucho - é mantida durante um período de tempo pré-estabelecido até que as porções 28 quebráveis da área 22 enfraquecida da parte inferior do cartucho se quebrem devido à pressão, e criem assim aberturas 130 a partir das quais a bebida pode escoar em direcção ao exterior do cartucho. A seguir à quebra das porções 28 quebráveis, a bebida formada no cartucho, que passa através dos furos 44 do filtro e através das aberturas 130 de descarga, escoa para o interior do tubo 110 da placa de suporte e é recolhida numa taça colocada por baixo da máquina 100 de extracção pelo utilizador. A espessura das porções 28 quebráveis é escolhida durante a moldagem do recipiente 2, de modo a garantir um tempo de pressurização óptimo. Este tempo de pressurização deve ser suficiente para permitir que os aromas do produto se dissolvam na água quente sob pressão no interior do cartucho e se forme a bebida. Podem escolher-se diferentes espessuras das porções 28 quebráveis de acordo com o tipo de bebida a ser extraída.

Por exemplo, para uma bebida fraca escolhem-se porções 28 quebráveis finas, de modo a atingir pressões máximas baixas e tempos de pressurização curtos. Por outro lado, se se pretende uma bebida mais concentrada, escolhem-se porções 28 quebráveis mais espessas, de modo a atingir pressões máximas altas e tempos de pressurização longos. 11

Deve salientar-se que graças à rigidez do recipiente do cartucho 1, a pressurização do mesmo pode ser mantida durante o tempo desejado, sem os problemas devidos à deformação do recipiente.

Podem realizar-se numerosas alterações e modificações de pormenor na presente forma de realização da invenção dentro do alcance de um especialista da técnica, sem afastamento do âmbito da invenção, como exposto nas reivindicações apensas.

Lisboa, 28 de Setembro de 2006 12

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Cartucho (1) para café ou produtos solúveis para a produção de uma bebida, que compreende: - um recipiente (2) concebido para conter café ou produto solúvel, - uma tampa (6) colocada sobre o topo do recipiente de modo a definir uma parede superior através da qual entra água quente sob pressão no recipiente (2) de forma a produzir a bebida, um filtro (4) concebido para ser posicionado no interior do referido recipiente (2) por cima de uma parede (20) inferior do recipiente através do qual passa a bebida, - possuindo a referida parede (20) inferior do recipiente pelo menos uma porção (28) quebrável concebida para quebrar quando o líquido no interior do cartucho atinge uma pressão pré-estabelecida, de modo a formar pelo menos uma abertura (130) para permitir que a bebida seja extraída a partir do cartucho (1), caracterizado por obter-se a referida pelo menos uma porção (28) quebrável por meio de rasgos (27) formados numa porção (22) enfraquecida da parede (20) inferior do cartucho (1), de modo a que a referida pelo menos uma porção quebrável seja mais fina do que a referida porção (22) enfraquecida. 1 1 Cartucho
2. 2. Cartucho (1) de acordo com a reivindicação caracterizado por a referida porção (22) enfraquecida ser mais fina do que a parede (20) inferior do cartucho (1).
3. 3. Cartucho (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a referida porção (22) enfraquecida ser de configuração substancialmente circular e estar colocada numa porção central da referida parede (20) inferior.
4. 4. Cartucho (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender duas porções (28) quebráveis dispostas em forma de cruz.
5. 5. Cartucho (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por estarem providas na superfície interna da parede (20) inferior nervuras (24, 24', 24") concebidas para suportarem o referido filtro (4), de modo a definir uma câmara entre o referido filtro (4) e a referida parede (20) inferior para escoar a bebida filtrada.
6. 6. Cartucho (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a referida tampa (6) ser fabricada através de uma ou mais camadas de material microperfurado para permitir a passagem de água quente sob pressão para o interior do cartucho (1).
7. 7. Cartucho (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o referido recipiente (2) ser fabricado através de moldagem por injecção de material plástico, tal como polipropileno e similares. 2
8. 8. Método de produção de uma bebida a partir de um cartucho (1), que contém café ou um produto solúvel, que compreende os seguintes passos: - introdução de água quente sob pressão no interior do cartucho, através da tampa (6) do referido cartucho, - manutenção da pressão no interior do cartucho durante um tempo pré-estabelecido óptimo, de maneira a que os aromas do café ou do produto solúvel se dissolvam na água quente sob pressão, caracterizado por o método compreender além disso o passo de: - quebra de pelo menos uma porção (28) quebrável obtida por meio de rasgos (27) formados numa porção (27) enfraquecida da parede (20) inferior do referido cartucho, devido à pressão da água quente sob pressão no seu interior, de modo a permitir que a bebida seja extraida a partir do referido cartucho através de pelo menos uma abertura (130) obtida ao quebrar a referida pelo menos uma porção (28) quebrável. Lisboa, 28 de Setembro de 2006 3