BR0215882B1 - grupo dispensador para preparação de uma bebida e método de preparação de uma bebida. - Google Patents

grupo dispensador para preparação de uma bebida e método de preparação de uma bebida. Download PDF

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Description

"GRUPO DISPENSADOR PARA PREPARAÇÃO DE UMA BEBIDA E MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE UMA BEBIDA" Campo da Invenção
A presente invenção se relaciona à preparação de uma bebida a partir de um produto solúvel contido em cartucho descartável, por exemplo preparação de bebidas em máquinas providas com dispositivo coletor para receber um cartucho de produto solúvel para produzir bebidas quentes, tal como café, capuccino, chá, ou similares. Histórico da Invenção
Em máquinas bem conhecidas, grupos projetados para preparação e dispensa de bebidas geralmente compreendem um dispositivo coletor tendo um assento para receber um cartucho descartável.
Uma vez que os cartuchos descartáveis são originalmente selados para evitar perda de produto solúvel, o dispositivo coletor é geralmente equipado com um membro perfurante para abrir uma ou mais aberturas de saida em uma parede do cartucho (na parede de base por exemplo) em correspondência com uma pluralidade de linhas de ruptura pré-estabelecidas.
Uma vez o cartucho sendo inserido no assento apropriado no dispositivo coletor se admite água sob pressão no cartucho através de uma porta de entrada do mesmo para formar uma bebida que consiste de uma suspensão ou dispersão de água do produto solúvel, que é dispensado através de uma abertura de saida no cartucho. Um grupo dispensador deve garantir a solubilização ou suspensão/ dispersão completa e uniforme do produto no fluido (usualmente água) dentro do cartucho resultando uma boa aparência final para a bebida; no caso de café e capuccino uma boa aparência final significa uma aparência cremosa, isto é tendo uma quantidade apreciável de camada espumosa persistente. Obter tal resultado é complicado, pelo fato de forma e dimensão do cartucho serem as mesmas para todos os produtos, embora a quantidade de produto solúvel no cartucho varie dramaticamente de produto para produto (por exemplo, 1,5 grama de produto para café expresso e 15-16 gramas de produto para chocolate e capuccino). Esta variação em quantidade afeta a capacidade de solubilizar o produto de modo homogêneo. Um outro problema de dispensa conhecido é garantir uma limpeza completa do grupo; isto requer evitar o uso de condutos e tubos dispensadores tendo uma seção menor que 22 mm por causa do risco de se formarem resíduos. Em um pedido de patente anterior, ainda pendente para o mesmo depositante, é sugerido prover um arranjo de estrangulamento ao longo da trajetória de dispensa de bebida com o objetivo de melhorar o grau de mistura de produto solúvel com a água admitida no cartucho e criar um gradiente de pressão dentro do cartucho, para obter uma bebida de boa qualidade e aparência atraente. Isto foi conseguido com um membro perfurante tendo um diâmetro maior que o diâmetro da abertura de saída de produto; a pressão da água na chegada no cartucho determina solubilização e dispensa de bebida. No entanto, descobriu-se que a bebida obtida nem sempre é ótima, em particular com respeito à quantidade e duração de creme produzido. Sumário da Invenção
O objetivo da presente invenção é, portanto, produzir
um grupo dispensador para preparação de bebidas, que seja
capaz de garantir uma ótima dispensa do ponto de vista de qualidade de bebida, independente das características do cartucho que contenha o produto solúvel.
Este objetivo é alcançado pela presente invenção por meio
de um grupo para preparação de bebidas de acordo com
a reivindicação 1. Configurações particulares do grupo dispensador, de acordo com a presente invenção, serão estabelecidas nas reivindicações dependentes 2 a 15. De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, o grupo de preparação de bebida compreende meios para regular a dispensa de bebida de um modo no qual o produto solúvel é dispensado em suspensão pelo menos em 75% do tempo total de dispensa.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção, os meios de regulação compreendem uma abertura de saída em um cartucho e um membro perfurante tendo tais dimensões que o membro perfurante inicialmente engata a citada abertura de saída completamente, isto é antes de a bebida ser dispensada, e que são existentes uma ou mais portas de saída entre o citado cartucho e o citado membro perfurante durante e/ou depois de a bebida ser dispensada.
Em uma configuração preferida, a porta dispensadora tem uma seção de coroa substancialmente circular, e a razão R entre o diâmetro D2 da seção de engate do membro perfurante e o diâmetro Dl da abertura de saída é 1 R 1,067, pref erivelmente 1 R 1,04 e ainda mais preferivelmente 1 R 1,02. Por exemplo, se o diâmetro do membro perfurante for 15 mm, o diâmetro Dl da abertura de saída do cartucho será 15 Dl 16 mm, mais preferivelmente 15 Dl 15,6 mm, ainda mais preferivelmente 15 Dl 15,3 mm.
Em uma outra configuração possível, que pode ser usada como alternativa ou em combinação com a anterior, o grupo dispensador da presente invenção compreende uma abertura de saída em um cartucho e um membro perfurante tendo tais dimensões que o membro perfurante inicialmente engata a citada abertura completamente, isto é antes de a bebida ser dispensada, e são existentes uma ou mais portas entre o citado cartucho e o citado membro perfurante durante e/ou depois de a bebida ser dispensada, assim como meios para limitar a deformação da parede de base do cartucho em um ângulo máximo de aproximadamente 4 5°. Em uma configuração, tais meios de limitação de deformação compreendem um ou mais elementos de encosto localizados no citado dispositivo coletor perto da abertura de saída do cartucho montado.
Tais elementos de encosto poderiam compreender por exemplo: um ou mais suportes do membro perfurante de um membro anular tendo um diâmetro maior que a abertura de saída.
Neste último caso, o membro anular tem uma porção de superfície virada em direção ao membro perfurante e em direção à parede de base do cartucho com inclinação entre 0° e 45° em relação a um plano horizontal suportado sobre o membro anular, mais preferivelmente com inclinação entre 15° e 38°, e ainda mais pref erivelmente igual à 30° em relação a um plano horizontal suportado sobre o membro anular.
De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, provê-se um método para preparação de bebidas como especificado na reivindicação 16. Vantagens adicionais deste método, de acordo com a presente invenção, serão estabelecidas nas reivindicações dependentes 17 a 30.
O grupo dispensador, de acordo com a presente invenção, apresenta numerosas vantagens. As portas dispensadoras de diâmetro reduzido, que são formadas entre o cartucho e membro perfurante durante a dispensa de bebida, constituem um estrangulamento temporário, isto é um estrangulamento que é eliminado em cada dispensa quando o cartucho é removido e de novo criado na próxima dispensa quando um novo cartucho é inserido no dispositivo coletor perfurante. Vantagens adicionais proporcionadas são: solubilização homogênea e uniforme do produto e produção de uma bebida de ótima aparência. Descrição Resumida dos Desenhos
Características e vantagens adicionais da presente invenção se tornarão mais aparentes a partir da descrição que se segue, que é dada por meio de exemplo não- limitante com referência aos desenhos esquemáticos anexos, nos quais:
a figura 1 é uma vista em perspectiva de um cartucho que pode ser usado em um grupo dispensador, de acordo com a presente invenção;
a figura 2 é uma vista em corte transversal do cartucho da figura 1;
a figura 3 é uma vista em perspectiva de um dispositivo coletor perfurante;
a figura 4 é uma vista em corte transversal do dispositivo coletor perfurante da figura 3 com o cartucho inserido e perfurado durante a dispensa;
a figura 5 é uma vista em corte transversal de um outro tipo de dispositivo coletor perfurante provido com um anel de controle de deformação;
a figura 6 é uma vista em planta do dispositivo coletor perfurante da figura 5;
a figura 7 é uma vista esquemática de base em corte transversal parcial do membro perfurante e parede de base de cartucho com abertura de saída;
a figura 8 é uma vista em corte transversal ampliada da zona de engate entre o membro perfurante e a parede de base de cartucho durante a dispensa da bebida; e
a figura 9 é uma vista em corte transversal de uma configuração do dispositivo coletor. Modos para Executar a Invenção
Com referência às figuras 1-3, o grupo dispensador, de acordo com a presente invenção, compreende um cartucho descartável 1 e um dispositivo coletor perfurante 2. 0 cartucho 1 é equipado com uma superfície superior tendo uma abertura envolvida por um f lange 3, e uma parede de base inferior 5, onde uma linha de ruptura 5a é obtida de modo a definir uma abertura de saída para o produto solubilizado. A abertura superior 4 é fechada de um modo conhecido por tampa (não mostrada) provida com um ou mais furos de entrada para água de infusão, solubilização, ou dispersão/ suspensão. De um modo conhecido, a linha de ruptura 5a consiste de uma porção curvada linear da parede da base de espessura reduzida de modo que possa ser facilmente rompida pelo cilindro perfurante 7 do dispositivo coletor 2; a linha 5a é interrompida em correspondência com uma porção 6 que é uma dobradiça para a porção 8 da parede de base (chamada de "tampa") definida pela linha 5a que impede a separação da mesma do resto da parede de base 5 depois de o cartucho ser engatado no dispositivo coletor perfurante 2 (figura 4) . Na figura 4 é mostrado um cartucho 1 na posição de dispensa, isto é, na posição em que foi engatado pelo cilindro 7, que provocou a abertura da parede de base 5 ao longo da linha 5a e o movimento da porção da parede de base para dentro do cartucho. 0 produto solúvel a ser dispensado está ressaltado e indicado pelo número 9. De acordo com a presente invenção, o cartucho é feito de uma material deformável, e as dimensões da seção de engate com o cilindro perfurante 7 são iguais ou maiores que as dimensões da porção da parede de base 5 e são tais que quando o cartucho for inserido no cilindro 7, durante alimentação de água quente sob pressão, haverá pelo menos uma porta ou espaço 10 entre a parede de base 5 e o membro perfurante 7 para permitir a saída do produto solubilizado.
A porta 10 é preferivelmente provida na forma de coroa circular (figura 7) , isto é uma única porta que se estende em torno de substancialmente toda periferia do cilindro 7. No entanto, outras configurações da porta também serão também possíveis para permitir diferentes formas e/ou a presença, durante pelo menos parte da fase de dispensa de bebida, de mais partes entre a parede da base 5 e o cilindro 7. Usando linha 5a de forma irregular é possível produzir por exemplo duas ou mais portas.
Geralmente, o máximo espaço entre o membro perfurante 7 e o perfil de saxda, isto é a diferença máxima entre o diâmetro D2 da seção de engate do cilindro 7 e o diâmetro Dl da saída definida pela linha 5a na parede de base 5 do cartucho se encontra entre 0,4 e 1,5 mm. Em qualquer caso, a área total da porta 10 durante a dispensa é tal que simultaneamente dispensa água e produto em pelo menos 75% do tempo de dispensa de água. A dispensa simultânea pode ser observada visualmente a através da cor do líquido que chega a partir da saída do cartucho, se o líquido for ligeiramente colorido ou substancialmente não-colorido não há dispensa simultânea no sentido estabelecido.
Por conseguinte, trata-se de um objetivo da presente invenção prover um grupo dispensador de bebida solúvel do tipo indicado acima, onde a razão entre a área do membro perfurante 7 e a área definida pela linha de ruptura 5a se encontra entre 1,0 e 1,284, e preferivelmente com a máxima extensão de espaço entre a abertura na parede de base e parede o membro perfurante 7 entre 0,4 e 1,1 mm. Considera-se como área do membro perfurante 7, a área de seção do membro perfurante 7 tomada na altura da parede de base 5 do cartucho 1 quando este estiver alojado no dispositivo coletor 2.
Na descrição que se segue, faz-se referência a uma configuração preferida na qual o membro 7 e a linha 5a são ambos circulares (figura 7). Nesta configuração, a porta 10, isto é a porta de dispensa formada durante a dispensa da bebida (figura 8) pela deformação da parede de base do cartucho ao longo da linha 5a, é teoricamente substancialmente circular e tendo sua seção em forma de coroa e a razão R entre o diâmetro D2 do membro perfurante 7, e o diâmetro Dl da saída na parede de base .5 do cartucho está entre 1,0 e 1,04, preferivelmente entre 1,0 e 1,02, e mais preferivelmente 1,0 e 1,014. Como mencionado acima, o cartucho 1 é feito de materiais deformáveis geralmente produzidos de material plástico, como homo- ou co-polímero de etileno ou propileno adequados para uso com material alimentar. Um material preferido tem uma cristalinidade mais alta que 70% e uma porcentagem de polímero amorfo de modo a proporcionar uma deformação visco-elástica à parede de base do cartucho durante alimentação sob pressão de água quente. 0 termo "deformação visco-elástica" significa que a deformação do material da parede de base, pelo menos na área em torno da borda da abertura na parede de base 5 ao longo de linha 5a, é reduzida ou quase eliminada quer pelo fim da dispensa ou em uma ou mais fases durante a dispensa. Em outras palavras, durante a fase da dispensa da bebida o material da parede de base pelo menos a citada parte que envolve a abertura de saída se opõe à deformação causada pela água ou por outro líquido que estiver sendo alimentado sob pressão para dentro do cartucho. Assim, a extensão de deformação, e, portanto, das dimensões da porta de dispensa 10, é controlada durante a dispensa de bebida. As técnicas de moldagem de material serão escolhidas de modo a conservar tanto quanto possível a porcentagem de polímero amorfo no produto final. Materiais adequados são escolhidos a partir de (co)polímeros de etileno e propileno, por exemplo: (co)polímeros de propileno compreendendo uma ou mais alfa-olefinas tendo 2-10 átomos de carbono, por exemplo etileno, i-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno,1-hexeno, 1-octeno; formulações de polipropileno obtidas por polimerização seqüencial de propileno e suas misturas com etileno e alfa-olefinas. Os (co)polímeros geralmente apresentam índice de fluxo de fundido (MeIt FLow Index) entre 0,2 e 60 a 230°C/ 21,6 N.
Em uma outra configuração da presente invenção, a extensão da deformação é controlada através de meios mecânicos. Por exemplo, isto acontece quando são usados cartuchos que sofrem deformação plástica da parede de base que se segue alimentação sob pressão de água quente, neste caso, o efeito descrito acima da oposição pelo próprio material não deve ocorrer e "meios mecânicos" são usados para limitar a extensão da deformação da parede de base. As figuras 5 e 6 mostram uma configuração preferida de tais meios constituídos por um anel 12 arranjado concentricamente com o cilindro perfurante 7 e espaçado do mesmo. 0 anel 12 é espaçado sobre três aletas 11 e preferivelmente tem uma porção de superfície 13 inclinada em direção ao cilindro 7, em direção ao lado de dentro do dispositivo 2, e em direção à parede de base. A inclinação da porção de superfície superior 13, portanto se encontra entre 0o e 45°, preferivelmente entre 15° e 38°, e mais preferivelmente 30° em relação à horizontal. Os citados meios mecânicos podem ainda estar presentes em adição aos cartuchos, sendo que pelo menos a parede de base é feita de um material elasticamente deformável.
Portanto, um objetivo da presente invenção se trata de prover um grupo dispensador do tipo descrito acima, onde são dispostos meios de controle de deformação da parede de base do cartucho que segue alimentação de água quente. Tais meios podem ser constituídos quer de material polimérico para construção do cartucho apresentando uma deformação substancialmente visco-elástica e/ou meios mecânicos de suporte como um anel ou aletas de suporte de base, a extensão do ângulo de deformação do material em torno do borda 5a da abertura de dispensa de produto é mantida entre Io e 45°, preferivelmente entre 15° e 30°, e mais preferivelmente em torno de 3 0° durante a dispensa de produto solubilizado em água.
Como alternativa para o anel 12, podem ser usadas aletas radiais lia (figura 9) que estendem a altura da superfície 13 do anel 12 e que têm uma porção de sua superfície superior conformada similarmente àquela da superfície inclinada 13 do anel e similarmente distanciada do membro 7.
A presente invenção será adicionalmente descrita com referência aos exemplos a seguir, que são dados puramente com propósito de ilustração. Exemplo Grupo 1
Dez (10) cafés foram dispensados de uma máquina dispensadora de bebida quente Tuttoespresso com dispositivo coletor com cilindro perfurante com diâmetro (D2) de 15,0 mm e diâmetro da abertura do cartucho (Dl) de 14,7 mm. 0 cartucho usado é feito de co-polímero de etileno tendo deformação substancialmente visco-elástica da parede de base. Grupo 2
Outros dez (10) cafés foram dispensados a partir de cartucho similar, mas feito de co-polímero de etileno com alto conteúdo cristalino e deformação plástica da parede de base do cartucho. 0 dispositivo coletor tendo um anel inclinado de 3 0° em relação à parte de dentro e base do citado dispositivo. Grupo 3
Para comparação, dez (10) cafés foram dispensados nas mesmas condições e na mesma máquina usando cartuchos e dispositivos coletores tradicionais. A determinação é dada pelo volume (cm3) de creme obtido. A saber: média de 16,8 cm3 de creme para os cafés dispensados no Grupo 1; 9,6 cm3 para os dispensados no Grupo 2; e 6,8 cm3 para os dispensados no Grupo 3 (tradicional).

Claims (24)

1. Grupo dispensador para preparação de uma bebida, a partir de um produto solúvel do tipo que compreende um cartucho descartável (1) contendo o produto solúvel (9), o citado cartucho (1) compreendendo pelo menos uma saida para dispensa de uma bebida que consiste do citado produto solúvel (9) e um fluido, onde a citada pelo menos uma abertura de saida é definida por pelo menos uma linha de ruptura (5a) presente em uma parede (5) do citado cartucho, o citado grupo adicionalmente compreendendo um dispositivo coletor (2) tendo um assento adequado para receber o citado cartucho descartável (1), e onde o citado dispositivo coletor (2) compreende pelo menos um membro perfurante (7) tendo uma porção de engate substancialmente cilíndrica para perfurar o citado cartucho (1) em correspondência à citada linha de ruptura (5a) , para engatar completamente a citada abertura de saída antes da etapa de dispensa de bebida, caracterizado pelo fato de compreender meios de regulação de dispensa da citada bebida, compreendendo pelo menos uma porta dispensadora (10) que é provida durante a etapa de dispensa de bebida, entre a parede do citado membro perfurante (7) e a borda da citada abertura de saída (5a) sendo que a razão R, entre o diâmetro D2 da porção de engate do citado membro perfurante (7) e o diâmetro Dl da citada abertura de saída, é 1<R<1,067 para formar a citada pelo menos uma porta dispensadora (10).
2. Grupo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a razão R entre o diâmetro D2 da porção de engate do citado membro perfurante (7) e o diâmetro Dl da citada abertura de saída ser 1<R<1,04.
3. Grupo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a razão R entre o diâmetro D2 da porção de engate do citado membro perfurante (7) e o diâmetro Dl da citada abertura de saída ser 1^R^1,02.
4. Grupo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a razão R entre o diâmetro D2 da porção de engate do citado membro perfurante (7) e o diâmetro Dl da citada abertura de saída ser 1<R<1,014.
5. Grupo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os citados meios de regulação compreenderem um ou mais elementos de encosto para limitar a deformação de uma porção da parede do citado cartucho (1) próxima à citada abertura de saída.
6. Grupo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de os citados um ou mais elementos de encosto compreenderem uma ou mais aletas que suportam o citado membro perfurante (7).
7. Grupo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizado pelo fato de os citados um ou mais elementos de encosto compreenderem pelo menos um membro anular tendo um diâmetro maior que a citada abertura de saída.
8. Grupo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o citado membro anular ter uma porção de superfície inclinada em direção à parede de base do citado cartucho (1).
9. Grupo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a citada porção de superfície inclinada ter uma inclinação entre O0 e 45° com respeito a um plano horizontal suportado sobre o citado membro anular.
10. Grupo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a citada porção de superfície inclinada ter uma inclinação entre 15° e 35° com respeito a um plano horizontal suportado sobre o citado membro anular.
11. Grupo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a citada porção de superfície inclinada ter uma inclinação de 30° com respeito a um plano horizontal suportado sobre o citado membro anular.
12. Grupo, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 11, caracterizado pelo fato de os citados meios para controlar deformação da parede de base serem realizados com um material plástico apresentando deformação visco- elástica.
13. Método de preparação de uma bebida, a partir de um produto solúvel (9) contido em um cartucho descartável (1), onde o citado cartucho está alojado no assento de um dispositivo coletor (2) tendo pelo menos um membro perfurante (7) de modo a abrir uma abertura de saida a partir do citado cartucho, a citada abertura sendo definida por pelo menos uma linha de ruptura (5a) presente em uma parede (5) do citado cartucho (1) e sendo completamente engatada por uma porção de engate do citado membro perfurante (7), que é substancialmente cilíndrico, depois de o citado membro perfurante (7) ter formado a citada abertura, e onde a entrada de fluido no citado cartucho é provida através de uma porta de entrada do mesmo para obter a dispensa de uma bebida que consiste do citado produto solúvel (9) e do citado fluido, caracterizado pelo fato de prover regulação da dispensa da citada bebida por meio de pelo menos uma porta dispensadora (10) entre a parede (5) do citado membro perfurante e a borda (5a) da citada abertura de saída, durante a fase de dispensa do citado líquido, sendo que a razão R, entre o diâmetro D2 da porção de engate do citado membro perfurante (7) e o diâmetro Dl da citada abertura de saída, é 1^R^1,067.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a razão R entre o diâmetro D2 da porção de engate do citado membro perfurante e o diâmetro Dl da citada abertura de saída ser 1^R^1,04.
15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a razão R entre o diâmetro D2 da porção de engate do citado membro perfurante e o diâmetro Dl da citada abertura de saída ser 1^R^1,02.
16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a razão R entre o diâmetro D2 da porção de engate do citado membro perfurante e o diâmetro Dl da citada abertura de saída ser 1<R<1,014.
17. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a regulação de dispensa ser executada por meio de um ou mais elementos de encosto para limitar a deformação de uma porção da parede do citado cartucho próxima à citada abertura de saida durante a citada fase de dispensa de bebida.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de os citados um ou mais elementos de encosto compreenderem uma ou mais aletas de suporte do citado membro perfurante.
19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 ou 18, caracterizado pelo fato de os citados um ou mais elementos de encosto compreenderem pelo menos um membro anular tendo um diâmetro maior que da citada abertura de saida.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de o citado membro anular ter uma porção de superfície inclinada em direção à parede de base do citado cartucho.
21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de a citada porção de superfície inclinada ter uma inclinação entre 0o e 45° com respeito a um plano horizontal suportado sobre o citado membro anular.
22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de a citada porção de superfície inclinada ter uma inclinação entre 15° e 35° com respeito a um plano horizontal suportado sobre o citado membro anular.
23. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de a citada porção de superfície inclinada ter uma inclinação de 30° com respeito a um plano horizontal suportado sobre o citado membro anular.
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações13 a 23, caracterizado pelo fato de a citada deformação ser controlada com o uso de um material plástico com deformação visco-elástica em pelo menos parte da parede de base do citado cartucho.
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