PT2062831E - Cápsula para preparar e distribuir uma bebida injectando um fluido pressurizado na cápsula - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "CÁPSULA PARA PREPARAR E DISTRIBUIR UMA BEBIDA INJECTANDO UM FLUIDO PRESSURIZADO NA CÁPSULA" A invenção refere-se a uma cápsula configurada para preparar e distribuir uma bebida que é extraída e/ou dissolvida a partir de uma substância alimentar contida na referida cápsula e injectando o fluido pressurizado na referida cápsula. São conhecidos vários exemplos de cápsulas contendo uma substância alimentar destinada a ser extraida sob a pressão de um fluido, em geral água, de modo a formar uma bebida. Um

exemplo de uma cápsula é descrito na patente EP 0512468. A cápsula é concebida para ser introduzida numa máquina de extracção. A extremidade fechada da cápsula compreende uma membrana fácil de rasgar que é aberta, sob o efeito da pressão de um fluido, durante o contacto com um suporte de membrana equipado com relevos de modo a rasgar a membrana e com canais para permitir que o extracto liquido passe.

Outro exemplo de uma cápsula é descrito no pedido WO 03/059778 A2. A cápsula compreende uma câmara fechada contendo a substância a ser extraida ou dissolvida e compreende, igualmente, meios para abrir a câmara. A abertura da câmara é conseguida aumentando a pressão no interior da câmara; esta pressão é aumentada introduzindo uma quantidade de fluido pressurizado no interior da câmara. Quando a pressão interna é suficiente, uma membrana ou parede rasga ou corta-se durante o 1 contacto com elementos salientes e a bebida flui através das aberturas produzidas deste modo.

As cápsulas podem, de um modo alternativo, ser invólucros permeáveis contendo um filtro ou, de um modo alternativo, invólucros semi-permeáveis compreendendo uma peça de filtro. Existem, igualmente, cápsulas que compreendem uma ou mais restrições formando um jacto de bebida e que podem estar associadas, ou não, a paredes filtrantes. É prática conhecida empregar substâncias para misturar (solúveis ou dispersiveis) e realizar extracção sob pressão utilizando a mesma máquina de modo a oferecer uma maior variedade de bebidas. Por exemplo, uma mesma máquina pode ser utilizada para preparar um café "espresso" quando a cápsula contém café moido ou um chocolate quente quando a substância contém uma mistura de cacau e leite pulverizado. Porém, verificou-se que encher uma cápsula com uma substância de uma natureza diferente não é suficiente para obter uma bebida de boa qualidade em termos de aroma, paladar e/ou volume de espuma, por exemplo.

Em particular, as diversas condições de injecção, mistura ou molhagem podem ter uma influência considerável sobre a qualidade da bebida produzida. Quer seja considerando uma substância a ser extraída, originada a partir de uma moagem, compactada numa cápsula ou considerando uma substância a ser dissolvida ou dispersa num liquido, tal como um café solúvel ou uma substância à base de leite, tal como um cappuccino, chocolate quente ou semelhante, a forma como a água circula através da cápsula tem uma influência sobre as condições de extracção ou mistura e, consequentemente, na qualidade final da 2 bebida. Deste modo, um produto, tal como café ou chocolate, necessita, de um modo preferido, de se dissolver ou dispersar rápida e totalmente, de um modo preferido, produzindo alguma espuma, ao passo que um chá solúvel necessita, de um modo preferido, de se dissolver rapidamente sem produzir qualquer espuma. A dissolução ou dispersão necessita de ser total, uniforme, rápida e sem formar grumos ou floculação. No caso de produtos a ser extraídos, tais como café moído, as melhores condições de molhagem são diferentes. 0 produto necessita de ser completamente molhado de modo uniforme, o mesmo é dizer, sem criar trajectos preferenciais que a água siga através do leito de café.

Deste modo, a forma de injectar a bebida pode variar de acordo com o tipo de substância contida na cápsula. Por exemplo, o documento EP-A-1510159, refere-se a um método para preparar uma bebida injectando um liquido através de uma cápsula que contém uma substância, formando um efeito de vórtex no interior da cápsula utilizando, pelo menos, um jacto de água pressurizada posicionado na cápsula de modo excêntrico. Esta configuração funciona bem com as substâncias que necessitam de ser dissolvidas. Um jacto da água pressurizada causa turbulência que induz a substância na cápsula a dissolver-se rápida e totalmente.

Porém, a injecção de água pressurizada em um ou vários jactos de modo a formar turbulência não é apropriada para extrair uma bebida a partir de um leito de substância, tal como café moido ou semelhante. Em particular, o jacto de água agita a substância e faz com que os finos (ou partículas de pequena dimensão) assentem no fundo do leito. Os finos, consequentemente, juntam-se próximo dos orifícios e obstruem 3 estes e reduzem consideravelmente, se não pararem mesmo, o fluxo da bebida.

Existe, consequentemente, uma necessidade para uma cápsula que seja capaz de aceitar o fluido proveniente dos meios de injecção do tipo de jacto de água, mas sem apresentar os problemas associados a estes meios; nomeadamente, sem gerar uma mistura do leito e, consequentemente, sem fazer com que os finos se depositem e, consequentemente, sem obstruir as aberturas através das quais a bebida deve passar.

Um outro problema encontrado no campo das cápsulas refere-se à reprodutibilidade da qualidade do produto distribuído. Esta qualidade é particularmente afectada quando o tempo necessário para a bebida fluir varia de uma cápsula para outra. Existem diversos factores que podem influenciar este tempo de fluxo incluindo, em particular, a espessura, o nivelamento e/ou a densidade do leito da substância a ser extraída. A espessura, o nivelamento e/ou a densidade do leito podem variar quando a cápsula é transportada e armazenada. Por exemplo, quando a cápsula não é mantida horizontal, o leito da substância tem uma tendência para se acumular num lado, o que formará regiões nas quais o fluido passa mais rapidamente através da substância e outras regiões nas quais o fluido passa mais lentamente. É, consequentemente, importante assegurar o controlo sobre a espessura, o nivelamento e/ou a densidade do leito da substância a ser extraída de modo a garantir a boa reprodutibilidade das condições de extracção. 4 A presente invenção visa proporcionar uma solução para estes problemas. Por este motivo, a invenção refere-se a uma cápsula para distribuir uma bebida injectando um fluido pressurizado no interior da cápsula compreendendo um corpo oco e uma parede de injecção unida ao corpo, uma câmara contendo um leito de, pelo menos, uma substância alimentar a ser extraída, meios para reter a pressão interna na referida câmara. De acordo com um melhoramento da invenção, a cápsula compreende meios configurados para quebrar o jacto de fluido, de modo a reduzir a velocidade do jacto de fluido injectado na cápsula e distribuir o fluido através do leito da substância a uma velocidade reduzida.

No contexto da invenção, substância alimentar significa qualquer substância comestível adaptada para a preparação de um produto alimentar, de sopa, bebida, medicinal, clinico e/ou nutricional.

Numa forma de realização da invenção, um espaço de injecção é proporcionado, permitindo que um meio de injecção na forma, de, pelo menos, um jacto de fluido pressurizado seja introduzido através da parede de injecção. Deste modo, o espaço de fluido de injecção é mantido separado da câmara pelos meios configurados para quebrar o jacto e reduzir a velocidade do jacto de fluido injectado e para distribuir a distribuição de fluido através do leito da substância.

Por este motivo, a cápsula de acordo com a invenção pode aceitar um fluido injectado por meio de um elemento de injecção o qual, numa cápsula normal, causaria a agitação da substância na cápsula mas que, em virtude dos meios para quebrar o jacto e distribuir o fluxo a uma velocidade reduzida, impede que ocorra 5 a mistura no interior da substância e, em particular, não causa o assentamento dos finos.

Confinar a substância na câmara permite evitar que a substância seja significativamente agitada durante a extracção e, durante o transporte e armazenamento, garante que a espessura do leito é mantida independentemente da orientação espacial da cápsula.

Deste modo, mantê-la sob compressão permite que o leito da substância mantenha a sua densidade inicial substancialmente inalterada, no estado não hidratado, a partir do momento em que a cápsula é selada na altura do enchimento, até ao momento em que a cápsula é utilizada. A compressão impede, igualmente, qualquer mistura da substância e qualquer possível movimento das partículas sólidas de menor dimensão, particularmente no fundo do leito.

Os meios para distribuir e quebrar o jacto compreendem uma camada ou uma massa de elementos discretos ou, pelo menos, uma camada de material esponjoso que separa a entrada do jacto de fluido da superfície do leito da substância. A camada ou massa de elementos discretos ou material esponjoso, em seguida, substitui ou suplementa a parede perfurada e ocupa substancialmente todo ou algum volume "inútil" da câmara e/ou do espaço de injecção. Os elementos discretos podem ter a forma de esferas, grânulos, varas ou semelhante. São feitos, de um modo preferido, de plástico expandido. 0 plástico pode ser poliestireno, polipropileno ou outros materiais apropriados. A densidade do material utilizado para formar os elementos discretos é escolhida, de um modo preferido, para ser inferior à 6 densidade da substância para impedir que os elementos, por exemplo as esferas, assentem no fundo da cápsula. Os elementos impedem que o jacto atinja directamente a superfície do leito da substância e criam, deste modo, uma multiplicidade de pequenos espaços vazios capazes de produzir uma rede de fluxo para o fluido que entra no leito da substância. Um material esponjoso pode ser uma esponja sintética ou natural ou um têxtil tal como a gaze ou o algodão. A cápsula compreende meios de retenção de pressão que permitem que o fluido no interior da câmara aumente suficientemente de pressão para melhorar a extracção da substância. Estes meios de retenção filtram, igualmente, a bebida através de, pelo menos, um orifício obtido em consequência da elevação de pressão na cápsula ou através da construção na cápsula. Os meios de retenção de pressão compreendem consequentemente, pelo menos, uma parede compreendendo, pelo menos, um orifício de fluxo ou capaz de produzir, pelo menos, um orifício de fluxo em consequência da pressão na cápsula, tal como rasgando, perfurando ou cortando uma parede para reter o fluido na câmara contra os meios salientes apropriados. 7

Deste modo, de acordo com uma forma de realização possível, os meios para reter a pressão na cápsula compreendem: uma membrana perfurável, elementos salientes que abrem a referida membrana de modo a criar perfurações e permitir que o extracto líquido passe através das referidas perfurações; sendo as perfurações na membrana obtidas sob o efeito da elevação da pressão do fluido que é introduzido na câmara da cápsula.

Uma das vantagens desta configuração é que a cápsula possui os seus próprios meios de abertura, o que, consequentemente, permite que as características de abertura sejam adaptadas para se adequar aos tipos de substância contidos na cápsula e/ou aos tipos de bebida a ser produzida. Uma outra vantagem é que reduz o risco de contaminação cruzada quando bebidas de vários tipos são preparadas, uma após outra.

Numa forma de realização vantajosa, os elementos salientes são posicionados no exterior da câmara. A membrana pressiona, em seguida, contra os elementos salientes colocados no exterior da câmara. Esta construção tem a vantagem de controlar melhor, em particular, o tempo de abertura, o tamanho das perfurações e o fluxo do extracto de bebida. Numa outra forma de realização, os elementos salientes estão na própria câmara. Os elementos salientes são pressurizados pelo fluido que entra na própria câmara e os elementos pressionam contra a membrana perfurável para criar perfurações e permitir que o extracto de bebida flua livremente.

Os elementos salientes podem ser de diferentes formas, tamanhos e em números diferentes, de acordo com a necessidade. A forma, tamanho e número dos elementos salientes determinam as caracteristicas de extracção, entre outras coisas, a elevação de pressão no interior da cápsula, o atraso na abertura, o caudal e o tempo de escoamento para a bebida. Os elementos salientes podem compreender pirâmides, abóbadas, troncos de cone, nervuras alongadas, espigões ou lâminas. Para uma abertura mais retardada, a qual promove a extracção aromática de determinados componentes ou moléculas do café, por exemplo, os elementos salientes são, em vez disso, de forma não saliente; serão escolhidas pirâmides, troncos de cone, nervuras ou abóbadas. Para acelerar a criação das perfurações e, consequentemente, gerar abertura e fluxo, são recomendados elementos salientes, tais como espigões ou lâminas. 0 número de elementos salientes é, igualmente, dependente das caracteristicas e natureza da bebida desejada. Um número mais elevado de elementos salientes tem uma tendência a atrasar o tempo antes da abertura e o fluxo do extracto de liquido. 0 seu número pode, consequentemente, variar entre 1 e 200 elementos.

De acordo com uma outra forma de realização possivel da invenção, os meios de retenção de pressão compreendem uma parede de filtro compreendendo aberturas ou linhas ou pontos de enfraquecimento pré-formados. Deste modo, em vez de antecipar a abertura de modo a permitir que a bebida flua, perfurando uma membrana em contacto com os elementos salientes, a pressão é contida por uma parede que, por si própria, cria uma perda de carga suficiente para provocar uma elevação de pressão na cápsula e retardar o fluxo da bebida. As aberturas pré-formadas podem ser simples furos, poros, canais sinuosos ou semelhante. As linhas ou pontos de enfraquecimento são destinados a criar 9 aberturas, uma vez excedido um determinado limiar de pressão, de modo a permitir a passagem da bebida. Estes podem ser pontos ou linhas de espessura reduzida produzidos na parede de filtro ou pré-cortes que se abrem e/ou alargam sob a pressão de um fluido. Do mesmo modo, a invenção visa evitar qualquer agitação significativa da substância que poderia fazer os finos assentar e obstruir estas aberturas e impedir a passagem da bebida.

Para uma forma de realização vantajosa, o corpo compreende um colector para a bebida e, pelo menos, um tubo ou passagem para dispensar a bebida. Do mesmo modo, o colector compreende meios de descarga de excesso de bebida colaborando com o tubo para abrandar a corrente de bebida saindo da cápsula.

Serão agora descritas formas de realização possíveis da invenção conjuntamente com as seguintes figuras: A Figura 1 representa uma vista em corte num plano médio vertical de uma cápsula; A Figura 2 representa uma etapa de soldar os meios flexíveis para quebrar o jacto de fluido na cápsula; A Figura 3 representa uma segunda etapa da operação de soldadura; A Figura 4 mostra o corpo da cápsula após os referidos meios terem sido soldados; A Figura 5 representa uma vista em corte num plano médio vertical de uma segunda cápsula; 10 A Figura 6 representa uma vista superior de um exemplo de um meio de reduzir a velocidade de, e distribuir, o fluido de injecção; A Figura 7 representa uma vista em perspectiva superior do meio da Figura 6; A Figura 8 representa uma vista em perspectiva inferior do meio das Figuras 6 e 7; A Figura 9 representa uma vista em corte que mostra a injecção de um fluido no interior da cápsula utilizando uma agulha de injecção que passa através da parede de injecção da cápsula; A Figura 10 mostra um exemplo de um componente compreendendo uma disposição de elementos salientes para abrir a cápsula, configurado para colaborar na abertura com uma membrana da cápsula; A Figura 11 mostra um segundo exemplo de um componente compreendendo uma disposição de elementos salientes para abrir a cápsula; A Figura 12 representa uma outra cápsula, em que os meios de abertura compreendem uma parede de filtro equipada com linhas de enfraquecimento; A Figura 13 representa uma outra cápsula, em que os meios de abertura compreendem uma parede de filtro com furos pré-formados para a passagem do extracto de líquido; 11 A Figura 14 mostra um outro exemplo de um meio para reduzir a velocidade do jacto e a distribuição; A Figura 15 mostra uma vista em corte num plano médio vertical de uma forma de realização de uma cápsula de acordo com a invenção. A descrição pormenorizada feita a seguir com referência às Figuras 1 a 14 não faz parte da invenção mas representa a técnica anterior que é útil para compreender a invenção.

As Figuras 1 a 4 ilustram um primeiro exemplo de uma cápsula. A cápsula 1 compreende um corpo 2 em forma de chávena e uma parede 3 de injecção que fecha a parte aberta da chávena. 0 corpo pode ser feito de plástico termo-formado, por exemplo. Compreende as bordas 20 da parte superior contra as quais a parede 3 de injecção repousa e é soldado e/ou colado. A parede 3 de injecção pode, de um modo vantajoso, ser uma membrana de plástico ou alumínio ou uma multi-camada compósita que pode ser perfurada e é impermeável aos líquidos e ao ar. O corpo 2 compreende uma câmara 4 na qual está alojada a substância alimentar a ser extraída. A substância alimentar adopta uma posição nesta câmara na forma de um leito de substância, do qual as superfícies transversais à passagem do fluido através do leito são separadas, por um lado, por meios 5 de abertura e, por outro lado, por um meio 6 de quebrar o fluido de injecção e de distribuir este fluido através da câmara 4 . A câmara é delimitada, igualmente, pelos lados 21 do corpo. A substância alimentar contém geralmente um produto a ser extraído, tal como café moído ou chá . 0 café produz uma percentagem razoavelmente elevada de finos , da ordem de 5 a 30%, 12 durante o processo de moagem. Os finos são partículas de café cujo tamanho está abaixo da norma, geralmente abaixo de 90 mícrones. O meio 6 de quebrar o jacto de fluido de injecção e de distribuir este fluido na câmara compreende, geralmente uma parede 60 capaz de quebrar o jacto ou jactos de fluido que entram na cápsula antes que o fluido alcance a substância a ser extraída, de modo a evitar agitar esta substância. No exemplo ilustrado, o meio 6 para quebrar o jacto de fluido de injecção e para distribuir este fluido é uma membrana 60 flexível perfurada, compreendendo bordas 61 viradas para cima soldadas contra a face interna dos lados 21 do corpo. A membrana, forma, assim, um prato que delimita deste modo, um espaço 10 de injecção permitindo que um dispositivo de injecção estranho à cápsula seja introduzido. A membrana compreende uma multiplicidade de perfurações ou furos permitindo que o fluido flua de modo a ser distribuído através do leito da substância 18 na cápsula.

Como mostram as Figuras 2 a 4 o elemento 6 para quebrar o jacto é um elemento em forma de uma membrana fina soldada contra a parede interna do corpo da cápsula após a referida cápsula ter sido enchida, com a substância alimentar, tal como uma dose de café moído, por exemplo. As etapas gerais no método de fabricar a cápsula compreendem, deste modo: a - introduzir meios 5 de abertura no corpo 2, em seguida, soldar uma primeira membrana 50 para isolar os meios de abertura do fundo da câmara da cápsula; 13 b - dosear a substância 18 alimentar para dentro da cápsula até uma determinada altura na cápsula que é estabelecida a partir das bordas do corpo; c - soldar o elemento 6 perfurado que serve para quebrar o jacto na cápsula, em contacto com a superfície ou nivelado com esta superfície da substância alimentar; d - finalmente, soldar a parede 3 de injecção contra as bordas 20 da cápsula.

As Figuras 2 a 4 ilustram mais especificamente a etapa "b" de soldar o elemento 6 na cápsula.

Para tal, a cápsula, tendo sido cheia com a substância alimentar (etapa a) é colocada numa matriz 12 de suporte, as bordas 20 do corpo repousando contra as bordas 120 de suporte da matriz de suporte. O referido elemento 6 é, em seguida, interposto entre a referida matriz de suporte e uma matriz 13 de soldadura compreendendo uma parte de matriz de soldadura. O elemento 6 pode, deste modo, ser pré-cortado nas dimensões desejadas e mantido contra a matriz de soldadura pela sucção do ar ou um efeito de sucção ou pode, simplesmente, ser colocado contra as bordas 20 do corpo da cápsula ou, de um modo alternativo, ser seguro ao ser ligeiramente preso entre as duas partes 12, 13 da matriz. A matriz de soldadura tem uma parte 14 de soldadura estreitada, por exemplo tronco-cónica, que se ajusta contra a forma da parede do corpo. Um elemento 15 de aquecimento envolve a matriz para distribuir o calor necessário à parte de soldadura por efeito de condução. O elemento de aquecimento pode ter, 14 passando através de si ou ligados a si, elementos de resistência de aquecimento (não representados). A Figura 3 mostra a descida da matriz 13 de soldadura no interior do corpo da cápsula, de modo a mover a membrana 6 para trás para uma posição de soldadura e a própria soldadura desta membrana contra o interior do corpo. A soldadura ocorre sobre uma área 17 suficiente da borda que assegura resistência suficiente do elemento à pressão de fluido. A soldadura é obtida aquecendo esta parte da borda até que a superfície da pelicula, em contacto com a superfície interna do corpo, funda. A superfície oposta da pelicula, ou seja, a superfície em contacto com a matriz de soldadura, não é levada ao seu ponto de fusão ou de iniciação de soldadura, para impedir a pelicula de aderir à matriz enquanto a matriz é retirada, pois isto teria o efeito de puxar a pelicula ou rasgá-la. 0 ponto da iniciação de soldadura refere-se aqui à temperatura de soldadura do material que forma a vedação em que é obtida uma resistência mínima de vedação. A resistência de vedação é a resistência de ligação a uma determinada temperatura de soldadura. A vedação é a capacidade das superfícies das películas de formar uma ligação ou selo que é resistente à separação, descamação, delaminação ou, de outro modo, falha sob o efeito da pressão e calor ao longo de um período de tempo. De um modo preferido, a película é, consequentemente, um laminado formado por diversas camadas de polímeros incluindo uma camada 600 de soldadura (no lado interno da parede do corpo) feita de um material com um ponto de fusão ou ponto de iniciação de soldadura mais baixo do que a camada 601 externa da película (Figura 4). A camada interna de soldadura é, por exemplo, feita de polipropileno quando o corpo da cápsula é feito de polipropileno; sendo então a camada exterior feita de um material, tal como uma poliamida. Se 15 necessário, a parte central da matriz é arrefecida para impedir a película de aderir à matriz, particularmente em consequência da fusão da camada 600, pois esta poderia, em seguida, obstruir as perfurações e fazer a película aderir à matriz.

Pode notar-se que os meios de soldadura térmica podem ser substituídos por meios de soldadura ultra-sónica ou outros meios apropriados. Numa variante possível, a película que forma o elemento 6 é apresentada na forma de uma folha contínua distribuída por um rolo ou uma placa e interposta entre a maxila 12 e a matriz 13 e, em seguida, soldada e cortada. A soldadura pode ser feita sequencialmente ou simultaneamente.

As Figuras 5 a 9 ilustram um segundo exemplo de uma cápsula. A cápsula 1 compreende um corpo 2 em forma de chávena e uma parede 3 de injecção que fecha a parte aberta da chávena. Neste caso, o meio 6 para quebrar o jacto de fluido de injecção e distribuir este fluido é um plástico autoportante, tal como um plástico rígido ou semi-rígido. O meio 6 é um prato simples colocado no interior do corpo sem soldadura.

Como mostrado pela Figura 9, o dispositivo de injecção pode ser um bocal 8 perfurante equipado com um espigão 80 e com um ou vários orifícios 81, como mostrado pela Figura 5. O dispositivo de injecção é, deste modo, configurado para orientar um ou mais jactos de fluido pressurizado para o interior do espaço 7. O jacto de fluido pressurizado é, de um modo preferido, apontado para a substância contida na cápsula, para baixo ou num determinado ângulo de inclinação (como ilustrado). O jacto é relativamente potente com uma velocidade linear de, pelo menos, 5 m/s, de um modo preferido, pelo menos, 7 m/s. Este dispositivo está configurado para criar turbulência ou movimento de 16 turbilhão de fluido em torno do eixo central da cápsula I ou, de um modo alternativo, um movimento orientado na direcção deste eixo I. Este dispositivo é particularmente eficaz a dissolver pós ou outros materiais solúveis enquanto gera agitação da substância no interior da cápsula. A cápsula de acordo com a invenção possui, porém, meios para quebrar este jacto de fluido e, consequentemente, evita a agitação da substância na câmara e permite, deste modo, que a cápsula fique, igualmente, preparada para receber este tipo de meios de injecção. Consequentemente compreender-se-á que a cápsula de acordo com a invenção proporciona meios de injecção que, em princípio, são concebidos, na ausência do meio 6 para reduzir a velocidade do jacto e para distribuir, para produzir agitação da substância na cápsula como no caso de café, cacau e/ou leite em pó. Porém, a modificação feita à presente cápsula permite que estes meios de injecção sejam utilizados sem os problemas associados à agitação da substância, porque a agitação é eliminada pelo meio 6 que quebra o jacto e pela passagem do fluido através das numerosas aberturas proporcionadas. Por este motivo, outras substâncias, tal como o café torrado moído, podem ser extraídas sem a necessidade de mudar os meios de injecção.

Deste modo, o prato 6 compreende uma parede 60 transversal ou de extremidade equipada com uma multiplicidade de furos 62 distribuídos ao longo da referida parede, de um modo preferido, de modo a cobrir uniformemente toda a superfície da referida parede. Esta configuração destina-se a distribuir as correntes de fluido que entram na câmara e passam através da substância, dividindo, desse modo, a velocidade a que o fluido passa através da substância e evitando a formação de trajectos preferenciais de circulação do fluido. 17

Como ilustrado na Figura 5, o prato é introduzido no corpo simplesmente por colocação. A parede 3 de injecção, de um modo preferido, uma membrana soldada às bordas 20, serve para manter o prato 60 a exercer pressão, quer contra os lados do corpo ao longo de uma linha 64 de apoio do prato quando o corpo tem uma forma estreitada e/ou as bordas 65 ou, de um modo alternativo, exercer pressão directamente contra a substância ou, de um modo alternativo, de um modo preferido, exercer pressão contra o corpo e contra a substância. O prato é, deste modo, imobilizado pelo apoio ou apoios entre a parede 3 e o corpo 2 e a superfície superior do leito da substância (não representada). A parede 60 do prato mantém, deste modo, a substância confinada e em compressão dentro da câmara, o que garante características reprodutíveis de fluxo. O prato pode, de um modo vantajoso, ser fabricado de um único pedaço de plástico termo-formado ou moldado por injecção ou, de um modo alternativo, pode ser fabricado a partir de um único pedaço de metal pressionado ou injectado.

As cápsulas nas Figuras 1 a 9 compreendem meios 5 de retenção da pressão que permitem que o extracto de líquido ou bebida seja libertado através de uma passagem ou tubo 9 quando uma determinada pressão tiver sido alcançada na câmara. Para tal, os meios de abertura compreendem uma membrana 50 perfurável ligada a bordas 22 internas do corpo que estão situadas no limite inferior da câmara. A membrana pode estar ligada por todos os meios apropriados de ligação estanque, tais como soldadura, colagem ou outros meios equivalentes. A membrana colabora para abrir com uma peça 51 em forma de disco compreendendo elementos 52 salientes que delimitam uma série de canais ou espaços 53. 18 A Figura 10 mostra um exemplo de uma peça de abertura compreendendo estes elementos salientes. Esta peça 5A é um disco moldado por injecção, compreendendo elementos salientes de forma 520 tronco-cónica e espaços 530 para recolher o extracto liquido que atravessa a membrana. Nos lados da peça existem bordas 54 delimitando aberturas, passagens ou fendas 55 para descarregar a bebida, entre um colector 25 do corpo e a peça 5A de abertura. Podem ser proporcionadas nervuras sob a peça para melhorar a resistência da peça à pressão e para tornar mais fácil descarregar a bebida para o tubo 9 de distribuição. O tubo 9 compreende, de um modo preferido, um meio de transbordo, na forma de uma borda em forma de S, por exemplo, que força a corrente de liquido a auto reposicionar-se no centro, preservando a qualidade da espuma e deste modo, limitando os salpicos. A Figura 11 mostra um outro exemplo de uma peça 5B utilizada para abrir a membrana em que os elementos 521 salientes tem a forma de pirâmide e separam os canais 522 que formam uma rede de fluxo sobre a superfície da peça. As bordas 540 da peça demarcam fendas 550 para a passagem da bebida. A cápsula é aberta de modo a libertar o extracto líquido quando a pressão exercida na membrana 50 é tal que a membrana se perfura nos locais dos elementos salientes, criando, consequentemente, uma multiplicidade de orifícios na membrana. O fluido pode fluir entre a superfície dos elementos salientes e as bordas dos orifícios da membrana com um efeito de filtro, de modo a que todas as partículas sólidas permaneçam presas no interior da câmara. O extracto pode consequentemente fluir entre os espaços 530 ou canais 522, em seguida, através das fendas 55, 550, ao longo das bordas do colector e/ou de sulcos (não 19 representados) situados sob a peça, até ao tubo 9. Na ausência de meios de quebrar o jacto, por exemplo, da parede perfurada do prato, alguns dos orifícios ficam rapidamente obstruídos e a bebida deixa de fluir ou, pelo menos, já não flui a um caudal suficiente. Dada a ausência de agitação na substância devido à presença do meio para reduzir a velocidade do jacto 6, os finos já não têm tendência para assentar em torno das aproximações ou contra estes orifícios ou relevos e a bebida pode, consequentemente, fluir normalmente. A Figura 12 mostra uma outra cápsula, na qual a diferença relativamente às formas anteriores deriva dos meios de retenção 5, os quais têm uma parede 58 de filtro equipada com pontos ou linhas 580 de enfraquecimento. Na ausência de fluido pressurizado, a parede 58 com a parede 3 de injecção forma um invólucro fechado. Quando o fluido sobe na câmara, a pressão aumenta para alcançar um limiar de pressão de abertura que força as aberturas a formarem-se através dos pontos ou linhas 580 e permite que o extracto de bebida passe. Um elemento 59 de suporte, tal como um compreendendo nervuras não perfurantes, pode ser disposto de modo a impedir que a parede 58 colapse como resultado da pressão exercida na câmara. O fluido pode, consequentemente, fluir através de sulcos ou canais 590 presentes em e/ou sob estes elementos 59 de suporte e ser descarregado através do tubo 9 de distribuição de bebida. A Figura 13 mostra outra cápsula em que a parede 581 dos meios de retenção de pressão da câmara 4 pré-formou aberturas 582 configuradas para permitir que o fluido passe acima de uma determinada pressão na câmara. Neste caso, a parede já está aberta e cria uma perda de carga que tem de ser superada de modo a que o fluido possa ser recolhido através do tubo 9. Uma 20 desvantagem desta cápsula é que requer o envolvimento total ou, pelo menos, um selo destacável que fecha hermeticamente o tubo 9 de modo a preservar a frescura da substância que contém.

Outros meios de retenção da pressão são concebíveis sem sair do âmbito geral da invenção. A Figura 14 mostra um exemplo em que os meios para reduzir a velocidade do jacto e para distribuir o fluxo do fluido consistem num elemento 66 compreendendo, pelo menos, uma camada de um material tecido ou não tecido. Esta camada pode ser um tecido, uma esteira feita de plástico, celulose, algodão ou qualquer outro material. 0 elemento pode compreender outras camadas ou telas dotando os meios de rigidez, tais como filamentos, tiras ou nervuras de metal e/ou de plástico, camadas de material poroso ou semelhante. 0 elemento 66 pode ter uma forma de disco, como ilustrada na Figura 10 ou uma forma de prato como ilustrado anteriormente. O elemento 66 pode, de um modo alternativo, ter a forma de um disco que está colocado num cesto de suporte feito de filamentos de metal ou plástico, cuja altura define o espaço 7 de injecção.

Em outros meios para quebrar o jacto, a parede dos meios para quebrar o jacto compreende uma película flexível, equipada com uma multiplicidade de orifícios, fixa ao corpo 2 e/ou à parede 3 de injecção e configurada para se distender sob o efeito da injecção do fluido, entre a sua superfície e a parede de injecção e espalhar o fluido através dos seus orifícios. A película pode, de um modo vantajoso, ser retida pelas suas bordas, entre a linha de soldadura da borda 20 do corpo da cápsula e da parede 3 de injecção. A película pode ser uma película fina (por exemplo, 100 a 600 mícrones de espessura) 21 feita de polipropileno ou elastómero, por exemplo, equipada com orifícios múltiplos (por exemplo, entre 30 e 100). Quando o bocal de injecção é introduzido através da parede 3, empurra a película para trás para o interior, sem a perfurar. A água introduzida, em seguida, entre a parede 3 e a película permite que a película se distenda e pressione, consequentemente, contra a superfície do leito da substância. A película pode deformar-se elasticamente, a partir de um tamanho inicial menor e/ou desdobrar-se, se for proporcionada uma película de um tamanho inicial maior. A película, consequentemente, estabiliza o leito da substância e impede que um regime de turbulência/agitação se estabeleça no interior da câmara. A água flui uniformemente através dos orifícios da película e através da superfície da substância.

Numa forma de realização de acordo com a invenção representada na Figura 15, os meios para quebrar o jacto e distribuir o fluido através do leito da substância podem compreender uma camada 67 que separa a entrada do jacto de fluido da superfície do leito da substância, camada 67 que compreende uma pluralidade de elementos 670 macroscópicos, tais como contas, grânulos ou varas ou outros elementos equivalentes. Estes elementos 670 são, de um modo preferido, de um material de uma densidade inferior à densidade da substância 18 contida na cápsula e/ou a camada 6 7 tem uma massa por unidade de volume inferior à massa por unidade de volume do leito da substância, de modo a que os elementos permaneçam na superfície do leito da substância sob condições secas e sob as condições hidráulicas de extracção. Estes podem ser elementos feitos de plástico expandido ou celulose, por exemplo. Os elementos ocupam todo ou algum volume entre o jacto de fluido que entra a cápsula e a superfície do leito da substância, enquanto ao mesmo tempo 22 libertam uma rede de aberturas 671 entre cada elemento 670 contíguo para a passagem do fluido através da camada 67, a uma velocidade que é reduzida comparativamente à velocidade inicial do jacto de fluido que sai dos meios de injecção. Os elementos são feitos, de um modo preferido, de material de qualidade alimentar e são, de um modo preferido, inertes sob as condições de calor, pressão e humidade da extracção e sob as condições de armazenamento em contacto com a substância alimentar. O tamanho dos elementos pode variar e ser da ordem de 1 a 8 mm aproximadamente, de um modo preferido, 2,5 a 6 mm. Estes elementos impedem que o jacto atinja directamente a superfície do leito da substância 18 e criam, deste modo, uma multiplicidade de pequenos espaços vazios capazes de produzir uma rede de fluxo para o fluido que entra no leito da substância. São feitos, de um modo preferido, de plástico de classe alimentar, tal como polipropileno, poliestireno ou algum outro material apropriado. A presente invenção não está limitada às formas de realização estritamente descritas e ilustradas mas inclui qualquer equivalente técnico que caia no âmbito das reivindicações que se seguem.

Lisboa, 3 de Março de 2011 23

Claims (12)

REIVINDICAÇÕES 1. Cápsula (1) para distribuir uma bebida injectando um fluido pressurizado no interior da cápsula, compreendendo: um corpo (2) oco e uma parede (3) de injecção unida ao corpo, uma câmara (4) contendo um leito de, pelo menos, uma substância alimentar a ser extraída, um meio (5) para reter a pressão interna na referida câmara, caracterizada por compreender meios para distribuir e quebrar o jacto compreendendo uma camada ou uma massa (67) de elementos (670) discretos ou, pelo menos, uma camada de material esponjoso para quebrar o jacto de liquido de modo a reduzir a velocidade do jacto de líquido injectado na cápsula e distribuir o líquido através do leito de substância a uma velocidade reduzida.

1 ζ FIG. 2 3/13

FIG. 3

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2. Cápsula de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por compreender um espaço (7) de injecção permitindo que um meio (8) de injecção na forma de, pelo menos, um jacto de líquido pressurizado seja introduzido através da parede (3) de injecção e por o espaço (7) de injecção de 1 fluido ser mantido separado da câmara pelos meios (6, 60, 62) de redução da velocidade do jacto.

3. Cápsula de acordo com as Reivindicações 1 ou 2, caracterizada por os elementos (670) discretos estarem na forma de contas, grânulos ou varas.

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4. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações, anteriores caracterizada por o meio (5) de retenção de pressão compreender: uma membrana (50) perfurável, elementos (52) salientes que abrem a referida membrana de modo a criar perfurações e permitir que o líquido extraído passe através das perfurações; as perfurações na membrana (50) sendo obtidas sob o efeito do aumento de pressão na câmara da cápsula.

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FIG. 6 6/13

5. Cápsula de acordo com a Reivindicação 4, caracterizada por os elementos (52) salientes estarem posicionados no exterior da câmara (4).

6. Cápsula de acordo com a Reivindicação 5, caracterizada por os elementos (52) salientes estarem posicionados no interior da câmara (4). 2

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7. Cápsula de acordo com a Reivindicação 5 ou 6, caracterizada por os elementos salientes estarem distribuídos sobre uma placa (5, 5A, 5B) que compreende canais (53, 530, 522) conduzindo a aberturas, passagens ou fendas (55, 550) através das quais a bebida pode fluir.

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FIG. 9 9/13

FIG. 10

FIG. 11 10/13 3

8. Cápsula de acordo com qualquer uma das Reivindicações 4 a 7, caracterizada por os elementos (52, 520, 521) salientes serem pirâmides, troncos de cone, abóbadas, reforços alongados, pontos ou lâminas.

9. Cápsula de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 8, caracterizada por os meios (5) de retenção compreenderem: uma parede (58) de filtro compreendendo aberturas (582) pré-formadas ou linhas ou pontos (580) de enfraquecimento.

10. Cápsula de acordo com qualquer uma de reivindicações anteriores, caracterizada por o corpo (2) compreender um colector (25) para a bebida e, pelo menos, uma passagem ou tubo (9) para dispensar a bebida.

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11. Cápsula de acordo com a Reivindicação 10, caracterizada por 3 o colector (25) compreender meios (90) de descarga de excesso de bebida rodeando a passagem ou tubo de modo a abrandar o fluxo de bebida que sai da cápsula.

12. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a substância alimentar conter café moido ou chá. Lisboa, 3 de Março de 2011 4 1/13 3

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FIG. 15