PT89377A - Processo para a producao de uma bebida de cafe reconstituido e aparelho para a realizacao deste processo - Google Patents

Description

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Memória descritiva referente à patente de invenção de Société des Produits

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Nestlé S.A., Suíça, industrial e comer-; ciai, com sede em Vevey, Suíça,(inventores : James Edward Wimmers e Thomas Bernarr Winters, residentes nos E.U.A.) para "PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UMA BEBIDA DE CAFÉ RECONSTITUÍDO E APARELHO PARA A REALIZAÇÃO DESTE PROCESSO".

Memória descritiva A presente invenção refere-se a um processo e a um aparelho para a produção e a distribuição de bebidas quentes. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um distribuidor ^e -.c^fjé--para a produção e distribuição de café quente com uma espessa camada de café com espuma na superfície da bebida líquida. ANA '

Existe no mercado uma grande variedade de distribuidores de café. Essas máquinas de distribuição tipicamente operam combinando um volume doseado de água quente com uma quantidade doseada de café instantâneo em partículas num depósito de mistura apropriado e distribuindo a bebida de café reconstituído para uma chávena ou outro recipiente colocado per baixo do depósito. Embora estas máquinas distribuidoras convencionais sejam apropriadas para a preparação e a distribuição convencional de bebidas de café, elas não são apropriadas para a preparação ou a distribuição de café do tipo "espresso" ou "cappuccino", isto é, café com espuma na superfície da bebida. O café do género "cappuccino" tipicamente tem sido, até agora, preparado injec-tando vapor de água no leite para espumar o leite, sendo a porção espumada então vasada para uma chávena que foi parcialmente preenchida com bebida de café, formando a porção espumada uma camada de espuma na superfície da bebida do líquido. O café 1-

_ "espresso" tem uma espuma de líquido de café na superfície produzida durante a operação da infusão. A presente invenção refere-se a um processo e a um aparelho para a produção e a distribuição de chávenas individuais de café quente tipo "espresso", isto é, café com uma espessa camada de espuma de café na superfície do café líquido. Segundo a presente invenção, transforma-se um concentrado de café líquido frio, formado dissolvendo café instantâneo em pó numa quantidade mínima de água fria, numa espuma, por agitação vigorosa numa câmara de mistura confinada, sendo depois o concentrado de café espumado diluído por adição de água quente para pro-visionar uma bebida de café líquido com a concentração desejada, enquanto mantém substancialmente a sua estrutura de espuma. Por descarga da câmara de mistura o café com espuma forma uma espessa camada de espuma estável na superfície da bebida líquida . 0 aparelho distribuidor de bebida segundo a presente invenção inclui uma câmara de mistura na qual o café instântâ-neo em pó, proveniente de uma tremonha de alimentação montada no apare l^ho, é reconstituído com agitação vigorosa com uma porção mínima de água fria para formar um concentrado de café com espuma e depois com uma porção maior de água quente para diluir o concentrado de café em espuma e formar uma bebida líquida com a concentração desejada, mantendo no entanto substancialmente a estrutura espumosa. Um agitador temporizado é montado na câmara para misturar vigorosamente o café em pó com fracções de água fria. Uma conduta de água fornece água fria para a câmara de mistura e mantém a temperatura da câmara de mistura dentro de limites desejados. A conduta de água fornece também água a uma unidade de aquecimento no distribuidor para a introdução de á-gua quente na câmara de mistura, sendo o volume de água fria e de água quente fornecidos à câmara de mistura controlados por válvulas nas condutas respectivas. Uma unidade de medição proporcionada na tremonha de alimentação controla a quantidade e os tempos do café instantâneo introduzido na câmara de mistura. 0 agitador na câmara de mistura e a unidade de medição ou dosea-. mento na tremonha de alimentação são ambos actuados por um motor 2

_ montado no distribuidor. Um mecanismo distribuidor de tempos é proporcionado para controlar a sequência e os tempos de acti-vação do motor, da válvula de alimentação de água fria, da unidade de aquecimento e da válvula de fornecimento de água quente. Proporcionam-se meios de descarga apropriados na parte inferior da câmara de mistura para descarregar o café líquido reconstituído e o café em espuma para a chávena ou outro recipiente, formando o café em espuma uma espessa camada na superfície do café líquido.

No processo segundo a presente invenção, a quantidade de café instantâneo em pó normalmente usado para produzir uma chávena de café instântaneo reconstituído é introduzida na câmara de mistura juntamente com um volume doseado de água fria, que constitui apenas uma fracção da quantidade de água normalmente usada para produzir uma chávena de café reconstituído com a fortaleza desejada. 0 pó de café e a água fria são combinados com uma agitação vigorosa na câmara de mistura para formar um concentrado de café líquido que é deslocado contra as paredes laterais da câmara de mistura pela força centrífuga, sendo ar-rastadd^àr ftcT”cbncentrado para proporcionar um concentrado de café em espuma na câmara de mistura. Isto é, dispersam-se bolhas de ar numa fase contínua de todo o café líquido frio. Uma porção da água fornecida ao aparelho é depois aquecida até uma temperatura desejada por passagem através de uma unidade de aque--cimento, e uma quantidade doseada de água quente, que constitui a porção maior da água necessária para produzir uma chávena de café instantâneo reconstituído com a fortaleza desejada, é introduzida na câmara de mistura. A adição de água quente ao concentrado em espuma na câmara de mistura dilui o concentrado para proporcionar uma bebida de café líquido com a concentração desejada, mantendo no entanto a estrutura de espuma na câmara de mistura. 0 café líquido reconstituído e o café em espuma são descarregados da câmara de mistura para uma chávena ou outro recipiente apropriado, formando a espuma do café uma espessa camada de espuma estável na superfície da bebida. . Descrição do desenho 3

__ A fig. 1 é uma vista esquemática do aparelho de dis- j tribuição de bebidas segundo a presente invenção.

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Fazendo agora referência ao desenho, o distribuidor ! de bebidas (10) segundo a presente invenção inclui uma câmara j de mistura (11) para cujo interior são descarregadas quantidades doseadas de café instantâneo desidratado em partículas, tal co- ΐ

I mo café pulverizado e seco ou café seco por liofilizaçao, a par-! tir de uma tremonha de armazenamento (12) para a sua reconstituição com água. Um motor eléctrico convencional (14) está montado por cima da câmara de mistura e está ligado com uma fonte de energia apropriada e com o distribuidor de tempos (15) que controla o funcionamento do motor. Um interruptor de ciclos (16) susceptível de ser operado manualmente, por exemplo um interruptor de botão de premir, é proporcionado no distribuidor e está adaptado para ser operado ou fechado sempre que se deseje distribuir uma porção doseada de café reconstituído. O fecho do interruptor (16) activa instantaneamente o distribuidor de tempos (15). O motor (14) tem um veio de accionamento (17) que se estende verticalmente para baixo e que suporta um agitador com pás (18) situado no interior da câmara de mistura, estando o agitador montado de modo a rodar no veio (17) na proximidade imediata da parede de fundo da câmara de mistura e adaptado para bater o líquido introduzido na câmara de mistura. O motor tem também um veio de accionamento (19) disposto verticalmente para cima com uma roda dentada (20) nele fixada na extremidade superior do veio. A roda dentada (20) engrena com uma segunda roda dentada (21) suportada no veio (22) que se estende verticalmente para baixo para o interior da tremonha de alimentação (12). A rotação do veio (22) acciona uma unidade de doseamento (23) para descarregar uma quantidade doseada de café instantâneo em pó a partir da tremonha de alimentação para a câmara de mistura. A unidade de doseamento (23) inclui uma placa circular (24) que está montada rotativamente no veio (22) junto da parede de fundo da tremonha de alimentação, estando a referida placa provida de várias bolsas (25) espaçadas e equidistantes em torno da sua periferia. O café instantâneo em partículas na 4

tremonha'cai por gravidade para o interior das bolsas e é trans portado por rotação da placa (24) para uma abertura de descar-ga (não representada) na parede de fundo da tremonha de alimentação e passa para uma conduta (26) que se estende para baixo a partir da tremonha de alimentação para o interior da câmara de mistura. O espaço volumétrico definido por cada um das bolsas (25) é equivalente à quantidade de café instantâneo em pó necessário para preparar uma chávena de café reconstituído com a concentração desejada. A relação de transmissão das engrenagens (20) e (21) é tal que, num ciclo de activação do motor (14), a placa (24) é rodada numa extensão tal que uma das bolsas (25) é rodada para sobre a abertura da descarga da tremonha durante o ciclo. Podem evidentemente usar-se outros meios de doseamento apropriados, tais como unidades de doseamento com pás rotativas convencionais, um transportador de parafuso e similares, capazes de descarregar uma quantidade medida de café instantâneo em pó da tremonha de alimentação, em resposta à activação do motor. A água fria é fornecida para o distribuidor (10) atravêS ae 'uma conduta de água (28) a pressão constante. Um ramal (29) da conduta (28) transporta água fria para a conduta (26) para introdução na câmara de mistura (11). De acordo com uma forma de realização preferida, a extremidade de descarga da conduta (26) é posicionada na câmara de mistura (11) de modo que o líquido transportado pela conduta é introduzido tangencialmente na câmara de mistura ao longo das paredes laterais da câmara. A válvula magnética (30) na conduta (29) regula o fluxo da água fria através da conduta e está ligada ao distribuidor de tempos (15) para controlar os tempos e a quantidade de água fria introduzida na câmara de mistura. Um segundo ramo (31) da conduta (28) transporta água fria para a entrada da serpentina de arrefecimento (32) que envolve o exterior das paredes laterais da câmara de mistura para arrefecer a câmara de mistura. A água fria que sai da serpentina de arrefecimento (32) é transportada na conduta (33) através da unidade de aquecimento (34) na qual a água na conduta (33) é aquecida até uma temperatura desejada, por exemplo 80 a 90SC. A água na 5

conduta (33) é aquecida na unidade (34) por elementos de aquecimento eléctrico (35), estando os elementos de aquecimento ligados ao distribuidor de tempos (15) que controla os tempos e a duração da activação dos elementos de aquecimento. A unidade de aquecimento (34) está provida de um termostato de comando e de um termostato de segurança, de tipos que são bem conhecidos na técnica, interrompendo o termostato de segurança a energia para os elementos de aquecimento quando este detectar uma temperatura superior a um valor pré-determinado. A água quente proveniente da unidade de aquecimento (34) é transportada através da conduta (36) para a conduta (26) para introdução na câmara de mistura, sendo o fluxo da água através da conduta (36) controlado pela válvula magnética (37) na conduta (36) regula o fluxo de água quente através da conduta e está ligada ao distribuidor de tempos (15) para controlar a quantidade e os tempos da introdução da água quente na câmara de mistura.

No fundo da câmara de mistura é proporcionada uma abertura de descarga (38) para descarregar o café líquido re-constituído e a espuma, por gravidade, a partir da câmara de mistura quando o agitador (18) pára de rodar, sendo o café reconstituído transportado pela bica (39) para uma chávena ou outro recipiente apropriado colocado por baixo da câmara.

Por fecho do interruptor (16), o distribuidor de tempos é imediatamente activado. O distribuidor de tempos actua sequencialmente o motor (14), de modo a activar o agitador (18) na câmara de mistura, e a unidade doseadora (23) na tremonha de alimentação para descarregar uma quantidade doseada de café instantâneo para a conduta (26), a válvula magnética (30) para fornecer uma quantidade doseada de água fria para a câmara de mistura, a unidade de aquecimento (34) para aquecer a água na conduta (33) a uma temperatura pré-determinada e a válvula magnética (37) para fornecer uma quantidade pré-determinada de água quente para a câmara de mistura. 0 distribuidor de tempos (15) é um motor que inclui quatro interruptores (1), (2), (3) e (4) que se abrem e fecham automaticamente depois de se fechar o interruptor (16), na sequência atrás descrita, em tem- 6

pos determinados durante o ciclo de distribuição. Os circuitos eléctricos de controlo do distribuidor de tempos são bem conhecidos e não precisam de ser descritos com mais pormenor. Os circuitos de distribuição de tempos asseguram que o período operacional do motor (14) se sobrepõe à distribuição de água fria e quente para o interior da câmara de mistura, de preferência quer no seu início quer no seu fim.

Em funcionamento, a tremonha de alimentação (12) enche-se com um provimento de café instantâneo em partículas ou em pó, por exemplo café seco por pulverização ou liofilização. Para servir um café, o operador prime o botão do interruptor (16) para fechar o seu contacto, que está normalmente aberto. Essa acção activa imediatamente o distribuidor de tempos (15) e fecha o interruptor (1) do distribuidor de tempos, o qual de preferência se mantém fechado durante todo o ciclo de distribuição. O fecho do interruptor (1) activa o motor (14) para rodar os veios (17) e (19), efeetuando assim a rotação rápida do agitador (18) na câmara de mistura e a rotação da unidade doseadora (23) para descarregar uma quantidade doseada (por exemplo'"2' gT~de pó de café instantâneo da tremonha (12) para a conduta (26). 0 interruptor (2) do distribuidor de tempos é fechado para excitar a válvula magnética (30) na conduta da água fria (29) durante um curto período para permitir que se descarregue uma pequena quantidade pré-determinada (por exemplo 20 ml) de água fria (por exemplo a 10-24°C), para a conduta (25), altura em que o interruptor (2) é aberto para desacti-var a válvula magnética (30). O pó de café instantâneo é dissolvido na água fria na conduta (26) p3ra formar um concentrado de café líquido frio que é levado para a câmara de mistura. O concentrado de café líquido frio que entra na câmara de mistura é deslocado contra as paredes laterais da câmara e é arrastado ar no líquido pela rotação rápida do agitador (18) para espumar o concentrado, ficando o concentrado espumado em suspensão na câmara de mistura pela rotação do agitador.

Enquanto está a formar-se o concentrado frio, fecha--se o interruptor (3) do distribuidor de tempos para activar a unidade de aquecimento (34) de modo que a água fria na conduta 7

(33) é aquecida até uma temperatura desejada (por exemplo 88--90°C). Após ser atingida esta temperatura, o interruptor (3) abre-se para desactivar a unidade de aquecimento e fecha-se o interruptor (4), para excitar a válvula magnética (37) durante um período de tempo que permita a descarga de uma quantidade pré-determinada de água quente (por exemplo 130 ml) da conduta (36) para a conduta (26) e para a câmara (11), sendo de preferência a água quente introduzida tangencialmente ao longo das paredes laterais da câmara de mistura para quebrar a tensão superficial da espuma nas paredes laterais. A quantidade de água quente introduzida na câmara (11) corresponde ao que falta para preparar uma chávena de café instantâneo reconstituído com a fortaleza desejada. Embora a quantidade total de água (isto é a fracção de água fria mais a fracção de água quente) introduzida na câmara de mistura varie conforma a quantidade de café instantâneo em pó usada e a fortaleza desejada para o café reconstituído, é preferível em geral qua a relação dos volumes de água quente e de água fria na câmara de mistura esteja compreendida entre cerca da 2:1 e 7:1. A adição de água quente à câmara de núst.ur,a^-d4.1ui o concentrado de café em espuma para proporcionar uma fracção de café reconstituído líquido com a concentração desejada ao mesmo tem que se retém a estrutura de espuma para proporcionar uma fracção de café em espuma que compreende bolhas de ar dispersas através da fase contínua de café líquido com a concentração desejada.

Nesta altura, o interruptor (1) do distribuidor de tempos e o interruptor (16) são abertos e interrompe-se a rotação do agitador, de modo que a bebida reconstituída flui para o fundo da câmara a partir da qual é descarregada através da abertura (38) e da bica (39) para uma chávena colocada por baixo do distribuidor. Assim, a bebida reconstituída descarregada da câmara de mistura inclui uma fracção de café líquido constituída por café líquido reconstituído com a concentração desejada e uma fracção de café em espuma que assenta na superfície da fracção líquida, proporcionando assim uma bebida de café com uma espessa camada de espuma estável na superfície do café líquido, com uma aparência semelhante à de um café "espresso". Tipica- 8

Claims (1)

1. mente, a fracção da espuma de café é constituída por cerca de 20 a 35%, em volume, da bebida reconstituída fornecida para a chávena. Como as paredes laterais da câmara de mistura são arrefecidas pela serpentina da arrefecimento (32), a temperatura da câmara de mistura é mantida dentro de limites desejados, mesmo depois da adição de água quente, de modo que não há a necessidade de qualquer período de espera entre os ciclos de operação do distribuidor. Podem evidentemente usar-se outros meios apropriados para a dissipação do calor das paredes laterais da câmara de mistura. Se se desejar, os circuitos de controlo do distribuidor de tempos (15) podem ser tais que o interruptor (1) se abra antes do fecho do interruptor (4). isto é, o interruptor (1) abce-se para desactivar o motor (14) e o agitador (18) depois de o líquido concentrado ter sido espumado, mas antes da introdução da água quente na câmara de mistura. " ----- REIVINDICAÇÕES - lã - Processo para a produção de uma bebida de café reconstituído com uma superfície de espuma, caracterizado por compreender: - a sujeição de um concentrado de café líquido frio a uma agitação vigorosa para espumar o concentrado de café; e - a adição de uma quantidade pré-determinada de água quente ao concentrado de café com uma espuma para diluir o concentrado de café mantendo substancialmente a estrutura de espuma, proporcionando desse modo uma fracção de café líquido constituída por bebida de café com a concentração desejada e uma fracção de café e espuma sobre a superfície da bebida líquida . 9 - 2§ -

   zado por se combinar uma quantidade doseada de café em partículas desidratado com uma quantidade controlada de água fria, com agitação vigorosa, para proporcionar o concentrado de café espumado. - 31 - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por a água fria ter uma temperatura na gama de carca de 10 a 24°C. - 4â - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por incluir o arrefecimento da zona confinada. - 5â - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a relação dos volumes de água quente e de água fria introduzidos na zona confinada estar dentro da gama de 2:1 a 7:1. - 6â - Aparelho para a produção e distribuição de uma bebida de café reconstituído com uma superfície de espuma, caracterizado por compreender: uma câmara de mistura com paredes laterais e uma parede de fundo, meios agitadores montados por forma a rodar no interior da câmara de mistura, meios de doseamento associados com a câmara de mistura para distribuir uma quantidade controlada de café em partículas desidratado na referida câmara, uma primeira e uma segunda válvulas associadas com a câmara, operáveis por activação, para introduzir sequencialmente quantidades pré-de- 10

   terminadas de água fria e de água quente na câmara de mistura, um motor para operar o agitador e os meios de doseamento, meios de descarga associados com a parede de fundo da câmara de mis- ! tura para remover a bebida de café reconstituído formada por uma fracção de café líquido e uma fracção de café em espuma a partir da câmara de mistura, e um distribuidor de tempos para acti^ar sequencialmente o motor e as primeira e segunda válvulas . - 7a - Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracteri-zado por incluir meios de arrefecimento para dissipar o calor das paredes laterais da câmara de mistura. - 8i - Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracteri-zado por os meios de arrefecimento serem constituídos por uma serpej^tdna .,quô- envolve as paredes laterais da câmara de mistura . - 9i - Aparelho de acordo com as reivindicações 6, 7 e 8, caracterizado por incluir* condutas para transportar a água quente da referida válvula para a porção superior da câmara de mistura tangencialmente ao longo das paredes laterais da câmara. - lOã - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 6 a 9, caracterizado por incluir uma tremonha de alimentação para conter café em partículas desidratado na qual estão montados os maios de doseamento, e uma conduta de descarga para . receber o café em partículas desidratado proveniente da tremo-' nha e a água fria proveniente da referida primeira válvula para 11 introdução na câmara de mistura. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracteri- ; zado por meios de engrenagem estarem associados com o referido j motor e com os referidos meios de doseamento para actuar estes meios de doseamento por actuação do motor. - 12â - Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracteri-zado por incluir meios de aquecimento, uma primeira conduta que transporta água fria a partir da referida serpentina de arrefecimento para os meios de aquecimento e uma segunda conduta para transportar água quente dos meios de aquecimento para a reterida segunda válvula, estando os referidos meios de aquecimento ligados operativamente ao referido distribuidor de tempos para a actuação sequencial. - 13ã - Aparelho de acordo com a reivindicação 12, caracteri-zado por a referida segunda conduta transportar água quente dos meios de aquecimento através da segunda válvula para a câmara de mistura e estar disposta de modo a introduzir a água qusnte tangencialmente ao longo das paredes laterais da câmara de mistura. A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi apresentado nos Estados Unidos da América em 4 de Janeiro de 1983, sob o núne.-ro de série 07/140 365. Lisboa, 3 de Janeiro de 1989 • AGENTE OFICIAL DA PrtOAPiEDADC !NÍ>U5T*I*.

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   "PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UMA BEBIDA DE CAFÉ RECONSTITUÍDO E APARELHO PARA A REALIZAÇÃO DESTE PROCESSO" A invenção refere-se a um distribuidor de bebidas e a um processo que utiliza esse aparelho, mais particularmente a um processo e um aparelho para a produção e a distribuição de uma bebida de café reconstituído com uma espessa camada de café espumoso na sua superfície, semelhante na sua aparência a um café espresso. Combinam-se uma quantidade doseada de concentrado de café desidratado, por exemplo café instantâneo obtido por secagem de uma pulverização, e uma pequena quantidade de água fria, com agitação vigorosa numa câmara misturadora arrefecida para formar um concentrado de café com espuma frio. Depois da formação do concentrado com espuma, introduz-se uma quantidade controlada de água quente na câmara misturadora para dijjpir. q_concentrado com espuma enquanto se retém substancialmente a estrutura de espuma para desse modo proporcionar uma fracção de café reconstituído líquido com uma concentração desejada e uma fracção de café com espuma de concentração análoga. A bebida resultante é depois descarregada da câmara de mistura para uma chávena, ficando a fracção de café com espuma na superfície da fracção de café líquido para proporcionar uma bebida de café quente com uma espessa camada de espuma estável na superfície da bebida. Proporciona-se um mecanismo distribuidor de tempos para controlar sequencialmente a introdução de café desidratado, água fria e água quente, e a descarga da bebida reconstituída da câmara. Figura 1