BR112012028095B1

BR112012028095B1 - Cápsula para um material de extração e sistema para a preparação de bebida

Info

Publication number: BR112012028095B1
Application number: BR112012028095-3A
Authority: BR
Inventors: Louis Deuber
Original assignee: Qbo Coffee Gmbh
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2011-05-02
Publication date: 2020-06-02
Also published as: CN105996764A; JP5838198B2; ES2575582T5; BR112012028095A2; KR20130112696A; US20130055903A1; JP2013525041A; PL2566784T5; EP2566784B1; PL2566784T3; HK1183003A1; EP2566784A1; US9387978B2; WO2011137550A1; ES2575582T3; PT2566784T; HUE028035T2; EP2384996A1; CN102958816B; BR112012028095A8

Abstract

cápsula para um material de extração, processo para a produção da cápsula e dispositivo para a preparação de café. a presente invenção refere-se a uma cápsula de café (1), cujas dimensões externas são ajustadas ao tamanho de uma cápsula de café de filtro que, porém apresenta um elemento de separação (22), que separa uma área vazia (32) de uma área do material de extração (31). além disso, existe pelo menos um canal de líquido (33), que atravessa, por exemplo a área vazia. o canal de líquido, os canais de líquido e a área do material de extração são configurados de tal modo que, em um local de injeção a água introduzida na cápsula ou a bebida produzida na cápsula não consegue chegar, em essência, na área vazia.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CÁPSULA PARA UM MATERIAL DE EXTRAÇÃO E SISTEMA PARA A PREPARAÇÃO DE BEBIDA.

[0001] A invenção refere-se à preparação de bebidas ou similares de um material de extração contido em uma cápsula, por exemplo, café moído. Ela refere-se, em particular, a uma cápsula perfurável como embalagem de porção, bem como, a um processo para a sua fabricação.

[0002] Aparelhos de extração para a preparação de bebidas de um material de extração existente em uma embalagem de porção são conhecidos, por exemplo, como máquinas de café ou máquinas de café expresso, e desfrutam como sempre de popularidade crescente. Em muitos sistemas correspondentes as embalagens de porção são executadas como cápsulas, nas quais o material de extração, por exemplo, é fechado hermeticamente. Para a extração a cápsula é perfurada em dois lados que ficam opostos um ao outro. No primeiro lado é introduzido um líquido de extração - em geral água quente. No segundo lado o produto de extração é retirado para fora da cápsula. Dependendo da bebida a ser preparada e do sistema, neste caso, no interior da cápsula precisa reinar uma pressão considerável de, por exemplo, 5-20 bar.

[0003] Como materiais de cápsula tornaram-se conhecidos, em particular, alumínio e materiais sintéticos, por exemplo, polipropileno. As cápsulas de alumínio apresentam uma durabilidade muito boa do material de extração, mas consomem muita energia na fabricação.Com referência ao consumo de energia e ao descarte as cápsulas de polipropileno são vantajosas, porém apresentam exigências elevadas aos mecanismos de perfuração.

[0004] No mercado estão à venda tanto as cápsulas com meios de filtragem integrados, como também as cápsulas que apresentam

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2/23 somente um envoltório envolvendo o material de extração. Para esse último o mecanismo de perfuração precisa ser executado, de tal modo que, o material de extração não possa ser retirado da cápsula de forma indesejada junto com o produto de extração.

[0005] Um exemplo para uma cápsula sem meio de filtragem integrado é divulgado, por exemplo, na patente EP 1 886 942.

[0006] Uma cápsula em forma de copo é indicada na patente EP 1

344 722. A cápsula, de acordo com essa publicação, apresenta um órgão de distribuição ou de coleta no interior da cápsula, o qual separa uma primeira área da cápsula a ser preenchida com água ou com bebida, de uma segunda área, que contém o material de extração. O órgão de distribuição ou de coleta está equipado com uma infinidade de canais de líquido para a distribuição da água ou coleta da bebida, e é executado e está disposto de tal modo que, ele não é perfurado pelo meio de perfuração da máquina de café.

[0007] Além disso, por exemplo, da patente US 2005/0051478 são conhecidas cápsulas, com um filtro integrado. O filtro assume a função de um filtro de papel de uma conhecida máquina de café de filtro: na área da cápsula equipada com o material de extração é injetada água com pouca pressão ou sem pressão através de uma ponta de perfuração, e depois do processo de extração, o café consegue chegar a uma área de coleta, através de um filtro de papel próprio da cápsula, de onde ele é desviado por uma outra ponta de perfuração.

[0008] Da patente WO 2008/011913 é conhecida uma cápsula, que apresenta uma saída, que está fechada com um tecido formando um creme. A cápsula apresenta, além disso, uma tampa de segurança, que possui uma saliência que retém o tecido no lugar. No lado oposto à saída está previsto um fecho, que forma uma cavidade circundante de formato anular em torno de uma entrada.

[0009] Em muitas regiões o café de filtro desfruta, como sempre,

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3/23 de grande popularidade. Neste caso, muitas vezes são preenchidas porções maiores de até 3 ou 4 dl de café de filtro em copos de café. Se o café de filtro desse tipo tiver que ser preparado a partir de uma cápsula de porção, muitas vezes não é suficiente uma quantidade de café de, por exemplo, 6 a 8 g, como a que se encontra em cápsulas de porção conhecidas de máquinas de café expresso. Por isso, em mercados com uma propensão para café de filtro as máquinas de café que trabalham com cápsulas de porção não são muito difundidas. Ali onde elas, apesar disso, são empregadas, as cápsulas são nitidamente maiores do que as cápsulas conhecidas de conhecidos sistemas de cápsulas para café expresso. As máquinas de café apresentam um espaço de infusão maior, adaptado para cápsulas de porção maiores, e uma bomba configurada de modo correspondente para o transporte de quantidades maiores de água quente sob baixa pressão. Por isso, para a infusão de café expresso essas máquinas de café não são apropriadas.

[0010] Todavia, seria vantajoso, se também os amantes de café de filtro opcionalmente pudessem preparar um café expresso, com os meios que estão à disposição deles.

[0011] Uma tarefa da invenção é encontrar uma solução para essa problemática. Essa solução deve possibilitar, em particular, que para os amantes tanto de café de filtro em volumes maiores (e com quantidades de café maiores para preparar) como também de café expresso, essas duas bebidas estejam à disposição, sem que eles precisem possuir dois aparelhos completamente diferentes.

[0012] A tarefa é solucionada por meio da invenção, como está definido nas reivindicações de patente.

[0013] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, uma cápsula de porção para uma infusão, em particular, uma cápsula de café é colocada à disposição, cujas dimensões externas estão ajustadas ao tamanho de uma cápsula para uma grande porção de café de filtro (por

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4/23 exemplo, 300 ml ou mais), a qual, porém, apresenta um elemento de separação, que separa uma área vazia de uma área do material de extração. Além disso, existe, pelo menos, um canal de líquido, que atravessa, por exemplo, a área vazia. O canal de líquido/ os canais de líquido e a área do material de extração são configurados de tal modo que, em um local de injeção a água introduzida na cápsula ou a bebida produzida na cápsula não consegue chegar, em essência, na área vazia.

[0014] A área do material de extração, a área vazia, o elemento de separação e os canais de líquido, neste caso, estão todos dispostos no interior da cápsula, isto é, no volume incluído pela parede exterior.

[0015] Em geral a área vazia é limitada pelo elemento de separação de um lado, e por uma parte da parede da cápsula por outro lado.

[0016] No texto em questão geralmente é designado como café de filtro o café preparado com pressão baixa de, por exemplo, menos que 5 bar, em particular, 3 bar ou menos, e em quantidade de líquido maior, enquanto que, sob a designação expresso são reunidas bebidas de café com alta pressão de, por exemplo, mais que 5 bar ou mais que 8 bar. O conceito café de filtro abrange, portanto, também as bebidas de café, em cujo processo de infusão não existe um filtro propriamente dito, e expresso abrange, por exemplo, também o expresso longo.

[0017] O enchimento de uma grande cápsula com um volume de, por exemplo, 30 ml com uma pequena quantidade de café de, por exemplo, cerca de 7 g não se evidenciou como opção vantajosa, uma vez que em uma configuração desse tipo o pó de café só iria sofrer turbulência e não poderia ser preparado nenhum café expresso.

[0018] O procedimento de acordo com o primeiro aspecto, portanto, possibilita que uma cápsula de porção com um volume

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5/23 relativamente grande apresente uma área de enchimento de volume reduzido, ou seja, a área do material de extração, na qual está disponível uma quantidade de café reduzida. Em virtude dos canais de líquido, contudo, em oposição às abordagens conhecidas do estado da técnica não é preenchido com líquido todo o volume externo da cápsula (o interior da cápsula todo). Para a preparação de café expresso, a potência de bombeamento de uma bomba de líquido e/ ou o tempo de passagem importante para a qualidade da bebida, portanto, não precisam ser maiores que em máquinas de café expresso conhecidas, em virtude do volume da cápsula maior. Também não existe a desvantagem que, seria preciso escaldar uma quantidade de bebida maior, em torno do volume da cápsula maior (em comparação com as cápsulas conhecidas), e/ ou pelo fato de que, depois do processo de infusão a cápsula estaria cheia com uma grande porcentagem de água quente ou de bebida. A diferença de volume entre uma grande cápsula para o café de filtro - essa cápsula deve receber até cerca de 15 gramas de café ou mais, e por isso, deve apresentar um volume útil para o enchimento de cerca de 30 a 34 ml - e uma cápsula de café expresso, com cerca da metade do volume, em comparação com volumes de líquido de um café expresso médio de, por exemplo, 25 ml a 40 ml é perfeitamente relevante.

[0019] Em comparação a sistemas concebíveis com uma máquina de café, que é executada para cápsulas de diferentes tamanhos existe a vantagem que, a máquina de café para sistemas de cápsulas de acordo com o primeiro aspecto da invenção, só necessita um espaço de infusão, a fim de preparar café com diversos volumes de enchimento. Por isso, também os condutores de alimentação e de descarga para e do espaço de infusão, os meios de perfuração, o dispositivo de movimento para o fechamento do espaço de infusão, etc. não precisam ser previstos em dobro.

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6/23 [0020] A área vazia pode ser uma área de espaço oco, que é formada pela parede exterior da cápsula e pelo elemento de separação, e é cheia, em essência, somente com ar ou com um gás de proteção; também um material de enchimento apropriado, por exemplo, com base em uma espuma sólida pode estar disponível na área vazia. A área vazia pode ser atravessada pelos canais de líquido, então, por exemplo, em forma de tubos, que levam à área do material de extração. Entre as formas de execução com os canais de líquido que atravessam a área vazia, e levam à área do material de extração estão muitas vezes aquelas particularmente vantajosas, nas quais a área vazia se encontra no lado de injeção e a área do material de extração se encontra no lado de extração da cápsula. As posições dos canais de líquido, então, são ajustadas às posições de pontas de injeção do módulo de infusão das máquinas de café, de tal modo que, a injeção do líquido de infusão ocorre automaticamente para dentro dos canais de líquido.

[0021] Os canais de líquido não precisam necessariamente atravessar a área vazia no sentido que, eles estão rodeados por todos os lados pela área vazia, mas eles podem ser conduzidos, por exemplo, ao longo de uma parede lateral.

[0022] Em formas de execução, nas quais o líquido é injetado no lado da área vazia, o local de injeção, em geral, é definido pelo ponto de encontro dos canais de líquido em uma parede externa no lado de injeção. A posição das pontas de perfuração do módulo de infusão, então, é ajustada à cápsula de tal modo que, a parede externa é perfurada no local correspondente, e pelo fato de que, a abertura de perfuração se estende somente ao longo de uma área da superfície coberta pelo canal de líquido correspondente.

[0023] Mas não está excluído o fato de que, no lado de injeção está disponível uma área de coleta prevista especialmente, da qual o líquido consegue chegar aos canais de líquido, e desses canais em

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7/23 seguida à área de extração.

[0024] Nas formas de execução, nas quais o líquido é injetado no lado da área do material de extração valem as considerações correspondentes para o local das pontas de perfuração do dispositivo de condução para fora.

[0025] O procedimento de acordo com o primeiro aspecto pode ser realizado com diversos dispositivos de injeção e dispositivos de condução para fora. Entre eles encontram-se, por um lado, sistemas, nos quais a cápsula é perfurada no lado de injeção e no lado de extração (no lado do dispositivo de condução para fora) ao mesmo tempo. Esses dispositivos têm, entre outras coisas, a vantagem que, eles também funcionam quando - por exemplo, para a infusão de café de filtro - a pressão da água introduzida não é alta. Por outro lado, o procedimento, todavia, também é apropriado para sistemas, nos quais uma perfuração da cápsula no lado de extração só ocorre depois da introdução de água de infusão, então, através da pressão que surge. Um exemplo de um sistema apropriado para cápsulas de polipropileno se encontra no requerimento de patente PCT/ CH2010/000098, cujo conteúdo através da referência forma um componente do presente requerimento de patente.

[0026] O procedimento de acordo com o primeiro aspecto da invenção também pode ser realizado com as mais diversas formas e concretizações externas da cápsula. Entre elas a forma de copo de rotação simétrica conhecida, mas também formas alternativas como instruído, por exemplo, no requerimento de patente PCT/ CH2010/000097, cujo conteúdo através da referência, do mesmo modo, forma um componente do presente requerimento de patente.

[0027] O elemento de separação pode ser ou apresentar uma parede de separação; a forma do elemento de separação, contudo, não é crítica.

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8/23 [0028] O elemento de separação pode ser formado por uma parte de inserção a ser inserida na cápsula. Essa parte forma uma parede de separação entre a área do material de extração e a área vazia, bem como, entre o, pelo menos um, canal de líquido. Ela é executada e/ ou está ligada selando com uma parede da cápsula exterior, de tal modo que, o líquido introduzido na cápsula não consegue chegar, em essência, em quantidades à área vazia.

[0029] Entre a área do material de extração e o canal de líquido pode ser feita uma infinidade de aberturas de passagem, que possibilitam uma passagem do líquido, as quais, porém, são executadas de tal modo que o pó de café não consegue chegar, em essência, em quantidades ao canal de líquido. Por exemplo, as aberturas de passagem podem ser executadas se estreitando na direção do canal de líquido. Essa forma tem o efeito que, o pó de café se prende/ prende em cunha na área cônica como funil. Em geral, todavia, a parte de inserção ou o elemento de separação executado de outra forma não têm nenhuma função, mas meramente servem para a separação entre a área do material de extração e a área vazia, bem como, eventualmente para a formação dos canais de líquido.

[0030] Além disso, também é possível que, os canais de líquido por si sejam cheios com material de extração e, portanto, formem, pelo menos, parcialmente a área do material de extração.

[0031] A vedação do, pelo menos um, canal de líquido na direção da área vazia ocorre, por exemplo, pelo fato de que, a parte de inserção ali está ligada com a parede externa da cápsula à prova de líquidos, onde o canal de líquido topa com a parede externa. Essa ligação pode ser uma ligação de solda (por ultrassom), uma colagem ou uma outra ligação apropriada. De modo alternativo, também pode estar prevista uma outra ligação vedante apropriada, por exemplo, pelo fato de que, um elemento de vedação elasticamente deformável do canal de líquido

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9/23 é pressionado contra a parede externa.

[0032] Uma vedação da área do material de extração na direção da área vazia pode ser produzida do mesmo modo, por exemplo, por meio de uma ligação à prova de líquidos (soldagem, colagem) da parte de inserção ou do elemento de separação com a parede externa. Em alternativa a isso, a parte de inserção ou o elemento de separação pode apresentar um elemento de vedação, que é deformável elasticamente, e que é pressionado contra a parede externa. Em particular, um elemento de vedação desse tipo pode ser executado de tal modo que, ele seja pressionado adicionalmente contra a parede externa, através de uma pressão interna na área do material de extração. O elemento de vedação pode ser, por exemplo, um lóbulo de vedação que se projeta para fora.

[0033] De modo alternativo ou adicional a isso, um lóbulo de vedação também pode ser apertado entre partes unidas da parede externa da cápsula, pelo que surge um efeito tipo vedação em labirinto. [0034] O volume externo de uma cápsula de porção de acordo com o primeiro aspecto da invenção tem, por exemplo, entre 25 e 40 ml. Uma relação entre o volume da área do material de extração e o volume externo da cápsula é, de preferência, pelo menos, 1,4, em particular, pelo menos, 1,6.

[0035] De acordo com um segundo aspecto da invenção, que é combinado de modo particularmente vantajoso com o primeiro aspecto da invenção, um sistema de preparação de café é colocado à disposição, o qual apresenta os seguintes elementos:

- uma máquina de café, com um espaço de infusão, no qual pode ser inserida, respectivamente, uma cápsula de porção perfurável através de meios de perfuração no lado de injeção e meios de perfuração no lado de extração da máquina de café, bem como, com uma bomba de líquido para o transporte de água quente para o espaço

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10/23 de infusão, e através dos meios de perfuração no lado de injeção para a cápsula de porção,

- um primeiro tipo de cápsula de café, com uma primeira área do material de extração cheia com pó de café, sendo que, a primeira área do material de extração apresenta um primeiro volume, e

- um segundo tipo de cápsula de café, com uma segunda área do material de extração cheia com pó de café, sendo que, a segunda área do material de extração apresenta um segundo volume,

- sendo que, dimensões externas de cápsulas de café do primeiro tipo de cápsula de café são, em essência, idênticas com as dimensões externas de cápsulas de café do segundo tipo de cápsula de café, e sendo que, as cápsulas de café dos dois tipos são ajustadas em suas dimensões ao espaço de infusão, e

- sendo que, o primeiro volume é maior do que o segundo volume.

[0036] Os dois volumes da primeira e da segunda área do material de extração, neste caso, se diferenciam significativamente, por exemplo, pelo fato de que, o primeiro volume tem, pelo menos, 1.4 vezes do segundo volume, em particular, pelo menos, 1.6 vezes do segundo volume.

[0037] Neste caso, o primeiro volume também é de preferência, significativamente maior do que o volume de enchimento de cápsulas de porção de café expresso convencionais, e tem, por exemplo, 25 ml ou mais. O volume pode ter, em particular, entre 25 e 40 ml para uma quantidade de enchimento de cerca de 10 a 18 g de café.

[0038] Em formas de execução preferidas, as cápsulas de café do primeiro tipo são totalmente cheias com café, isto é, o primeiro volume corresponde a um volume total da cápsula de café (isto é, ao volume definido pelas dimensões externas menos o volume da parede externa, em geral, relativamente fina).

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11/23 [0039] Além disso, a máquina de café é equipada, de preferência, para controlar a bomba de líquido em dois diferentes estados de operação, para a produção de diferentes pressões de bombeamento, sendo que, uma primeira pressão de bombeamento tem abaixo de 5 bar ou abaixo de 3 bar, e uma segunda pressão de bombeamento tem acima de 8 bar ou acima de 5 bar.

[0040] As cápsulas do segundo tipo (ou cápsulas de acordo com o primeiro aspecto da invenção) e a máquina de café estão ajustadas uma à outra de tal modo que, a injeção ocorre no lado da área vazia.

[0041] Exemplos de execução da invenção serão descritas a seguir com auxílio de desenhos. Nos desenhos os números de referência iguais designam elementos iguais ou análogos. Os desenhos não estão em escala e mostram parcialmente elementos correspondentes um ao outro em tamanhos diferentes de figura para figura. São mostrados:

- na figura 1 uma vista de uma cápsula de porção de café;

- nas figuras 2 e 3 uma vista de cada do corpo da cápsula e da tampa da cápsula, da cápsula de porção de café de acordo com a figura 1;

- nas figuras 4 e 5 uma vista de cada de uma parte de inserção de uma cápsula de porção;

- na figura 6 uma representação da parte de inserção cortada;

- na figura 7 uma vista de baixo da parte de inserção;

- na figura 8 uma representação em corte esquemática da cápsula com parte de inserção;

- nas figuras 9 e 10 em uma representação em corte ampliada de cada, um detalhe da parte de inserção ou da parede externa da cápsula e da parte de inserção;

- na figura 11 uma parte de inserção de uma forma de

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12/23 execução alternativa;

- nas figuras 12 e 13 formas de execução alternativas de cada, de uma cápsula de porção;

- na figura 14 uma vista de um módulo de infusão de uma máquina de café; e

- na figura 15 uma representação esquemática de componentes de um sistema de acordo com a invenção.

[0042] A cápsula 1 de acordo com a figura 1 é, em essência, em formato de cubo. O lado que fica acima na figura, todavia, é um pouco maior que o lado inferior, de tal modo que a cápsula vista de forma estritamente matemática tem a forma de um tronco de pirâmide. O ângulo de inclinação α das superfícies laterais na figura em relação às perpendiculares à superfície de base - é imaginado naturalmente aquele plano perpendicular à superfície de base, que devido ao canto passa entre a superfície de base e a superfície lateral correspondente - é muito pequeno, ele tem, de preferência, no máximo 2°, por exemplo, somente cerca de 1°. Além disso, a altura da cápsula corresponde acima da superfície de base aproximadamente ao comprimento dos cantos da superfície de base.

[0043] A parede externa da cápsula de um corpo da cápsula 11 representado na figura 2, e de uma tampa 12 reproduzida na figura 3 é fabricada no processo de solda por separação com ultrassom. Com referência à parede externa da cápsula e referente ao processo de sua fabricação é referido ao requerimento de patente internacional PCT/ CH2010/000097. São nitidamente visíveis o ângulo α ligeiramente diferente de 0°, de cerca de 1° e o cordão de solda 14 circundante, que se sobressai lateralmente em todos os lados em torno de, no máximo cerca de d=0,35 mm, portanto, no máximo em cerca de 2 a 3%.

[0044] A parede externa da cápsula é constituída de polipropileno com uma espessura de parede de 0,1 mm e 0,5 mm, de preferência,

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13/23 entre 0,2 mm e 0,4 mm, por exemplo, entre 0,25 mm e 0,35 mm. Também outros materiais são concebíveis, em particular, outros materiais sintéticos compatíveis com alimentos. A espessura de parede da parede externa é, por exemplo, em todos os lados, aproximadamente igual. O comprimento externo dos cantos do cubo tem, de preferência, entre 30 mm e 34 mm para uma quantidade de enchimento de 12 a 18 g de café.

[0045] Em oposição à cápsula de acordo com o requerimento de patente PCT/ CH2010/000097, a cápsula 1 de acordo com a descrição em questão é preenchida não só com o produto de extração (café moído) e é homogênea no interior. Pelo contrário, no interior da cápsula existe uma parte de inserção 21, como a que está representada nas figuras de 4 a 7. Do mesmo modo, essa parte é fabricada, por exemplo, de polipropileno, e apresenta uma parede de separação 22 que forma o elemento de separação, a qual, quando está disposta no interior da cápsula, separa uma área do material de extração que fica acima na figura 4 de uma área vazia da cápsula que fica embaixo na figura 4. Desde a parede de separação 22 para o lado da área vazia se estendem prolongamentos 24 de forma tubular, que têm uma forma aproximadamente cilíndrica oca, e que servem como os canais de líquido. Entre os prolongamentos 24 e no lado externo a estes estão previstos ainda reforços 26 opcionais em forma de escoras, que se estendem como os canais de líquido, para a área vazia. Entre o interior dos canais de líquido e a área do material de extração, a parede de separação é atravessada por regiões com aberturas de passagem 28. Através dessas aberturas, durante o processo de infusão entra a água quente de infusão embaixo na figura 4, na área do material de extração, onde ela impregna de forma bastante conhecida o material de extração. [0046] Na forma de execução representada, a parte de inserção apresenta, além disso, uma parede contínua 29, que se projeta em

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14/23 forma de colar para o lado do material de extração. Essa parede junto com a parede de separação forma uma estrutura em forma de copo, na qual se encontra o material de extração ou uma parte dele.

[0047] Na figura 8 vê-se esquematicamente como a parte de inserção 21 está disposta no interior da cápsula 1. Vê-se também que, a cápsula é dividida em três tipos de áreas pela parte de inserção. A área do material de extração 31 é separada da área vazia 32 pela parede de separação 22 horizontal na figura 8. Os canais de líquido formados pelos prolongamentos 24 separam as áreas dos canais de líquido 33, juntos com a área 28 da parede de separação 22, atravessada pelas aberturas de passagem. Os prolongamentos 24 chegam até a parede externa da cápsula no lado da área vazia, e são ligados com essa parede, por exemplo, à prova de líquidos. Para o processo de infusão, a parede externa da cápsula, no lado de injeção, é atravessada por um meio de perfuração na área dos canais de líquido, o qual é dimensionado de tal modo que, a cápsula é perfurada somente na área das áreas dos canais de líquido 33, e o líquido de infusão só é inserido nessas áreas, e não na área vazia 32 que fica ao lado. Na figura 8 as pontas de perfuração 41 estão desenhadas no lado de injeção, representadas de forma tracejada e esquemática, e na verdade, na posição na qual elas posicionam para a perfuração, que é produzida através de um movimento relativo das pontas para fora da posição representada para o centro da cápsula. Através das aberturas de passagem 28 o líquido sob pressão consegue chegar à área do material de extração 31, onde ocorre um processo de infusão do tipo bastante conhecido. A saída da bebida ocorre através de perfurações da parede da cápsula que fica acima na figura 8. T ambém as pontas de perfuração 42 no lado de extração estão desenhadas esquematicamente na figura 8 na posição, na qual elas posicionam para a perfuração. Durante o fechamento de uma câmara de infusão, que apresenta as pontas de

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15/23 perfuração 41, 42, são perfuradas, por exemplo, as pontas de perfuração 41 no lado de injeção e as pontas de perfuração 42 no lado de extração ao mesmo tempo, através da parede da cápsula externa; como mencionado, contudo, primeiramente podem ser perfuradas também somente as pontas de perfuração no lado de injeção, e uma perfuração pode ocorrer através das pontas de perfuração no lado de extração, pelo que a cápsula é deformada sob a pressão do líquido de infusão.

[0048] Na figura 6 são nitidamente visíveis outras características.

[0049] Por um lado vê-se que, as aberturas de passagem 28 não são cilíndricas, mas se estreitam conicamente para baixo - portanto, na direção da área vazia. Essa concepção tem a finalidade e o efeito que, o pó de café se prende/ prende em cunha na área cônica como funil e, então, também não consegue chegar à área do canal de líquido 33, se a cápsula for exposta a vibrações mecânicas. Isto também funciona, então, quando as aberturas de passagem em seu ponto mais estreito apresentam um diâmetro maior que o tamanho do grão em média do pó de café.

[0050] Por outro lado, na figura 6 é visível que, os prolongamentos de forma tubular, que formam os canais de líquido, em seu lado final (isto é, no lado final da área vazia) apresentam um pente 24.1 se afilando na ponta, que em uma solda por ultrassom da parte de inserção funciona como transmissor de energia direcional para a parede externa no lado final, no lado da área vazia.

[0051] Além disso, na figura 9 está representado um detalhe, que não existe nas figuras de 3 a 8, mas que pode existir na forma de execução das figuras de 1 a 8. No canto 29.1 da parede contínua 29 está formado um lóbulo 29.2 que se projeta para fora, que neste caso, é em uma só peça com a parede contínua 29, e em virtude de sua espessura flexível pode desviar para cima (isto é, na direção do lado

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16/23 do material de extração) ou para baixo (isto é, na direção do lado vazio). Durante o uso na posição representada na figura 8, o lóbulo 29.2 é pressionado pela parede externa para dentro e para cima.

[0052] Durante o processo de infusão o lóbulo 29.2 tem um efeito vedante e impede que a bebida escaldada, em virtude da pressão de infusão no interior da área do material de extração no lado externo possa chegar de volta ao longo da parede contínua na área vazia. A pressão de infusão no interior da área do material de extração vai pressionar o lóbulo 29.2 para fora contra a parede externa da cápsula possivelmente apoiada por meios externos da câmara de infusão - e assim reforçar automaticamente o efeito de vedação.

[0053] Possivelmente pode estar previsto adicionalmente que, em virtude de sua posição durante o fechamento da cápsula, o lóbulo seja apertado no processo de solda por separação, entre o colar contínuo

14.1 do corpo da cápsula 11, existente inicialmente e durante o processo de solda por separação, e a tampa 12, e assim, devido ao fechamento da cápsula, surja um tipo de vedação em labirinto ou absolutamente nenhum fecho devido ao material entre a parede da cápsula e a parte de inserção. Isto está representado na figura 10. A figura 10 mostra um detalhe da cápsula no ponto, no qual a tampa 12 está ligada com o corpo da cápsula com o processo de solda por separação. Uma vez que a ligação é uma ligação por solda e com isso, é um fecho devido ao material, não é visível nenhuma linha de separação entre o material do corpo da cápsula 11 e o material da tampa 12. A linha tracejada 15 mostra o trajeto aproximado de passagem entre o corpo da cápsula e a tampa. O colar contínuo 14.1 foi separado no processo de solda por separação.

[0054] Como representado na área do cordão de solda, o lóbulo

29.2 está apertado entre a tampa e o corpo da cápsula, o que atua como meio de vedação no sentido de uma vedação em labirinto.

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Eventualmente, o colar também pode ser soldado com o corpo da cápsula e/ ou com a tampa. A fabricação da cápsula ocorre como a seguir:

[0055] Em uma primeira etapa, o corpo da cápsula 11 é colocado à disposição, e a parte de inserção 21 é inserida nesse corpo. Então os lados finais dos prolongamentos 24 da parte de inserção 21 são soldados firmemente com solda por ultrassom no fundo do corpo da cápsula. Em seguida a cápsula é preenchida com o material de extração. Então, por meio do processo de solda por separação a tampa é fixada no corpo da cápsula, sendo que, eventualmente, como foi mencionado, também o lóbulo da parte de inserção pode ser apertado firmemente ou pode até ser soldado.

[0056] Em seguida, ainda serão discutidas algumas formas de execução alternativas de cápsulas de acordo com a invenção. Nessa discussão será aprofundado somente nas diferenças em relação à cápsula discutidas acima. Os princípios e as características da forma de execução descrita acima valem - conforme aplicável - também para as formas de execução alternativas.

[0057] A parte de inserção de acordo com a figura 11 não apresenta nenhuma parede contínua, mas é constituída somente da parede de separação 22 e dos prolongamentos 24 com os reforços 26 opcionais. Se for o caso, diretamente adjacente à parede de separação pode estar disponível um lóbulo circundante, não representado na figura, que de acordo com o princípio discutido tem um efeito vedante.

[0058] A cápsula representada somente de modo muito esquemático de acordo com a figura 12 difere das formas de execução descritas acima pelo fato de que, a área do material de extração 31 e as áreas do canal de líquido 33 são coerentes, e se intercalam. Durante a passagem para os canais de líquido, portanto, a parede de separação 22 está interrompida, e o material de extração também consegue chegar

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18/23 aos canais de líquido. A área pontilhada na figura 12 indica como o material de extração está distribuído. Naturalmente o princípio de acordo com a figura 12 pode ser previsto para formas de execução com ou sem parede contínua, e para formas de execução com ou sem lóbulo de vedação.

[0059] O princípio mostrado na figura 12 ainda pode ser modificado. Por exemplo, um único canal de líquido existente pode, ou vários canais de líquido podem ser alargados de tal modo que, o canal de líquido/ os canais de líquido formam toda a área do área do material de extração. O canal de líquido/ os canais de líquido será/ serão cheios com material de extração, e atravessam todo o interior da cápsula até o lado superior. Uma vedação no lado superior pode ser produzida, por exemplo, por um lóbulo de vedação que se projeta para cima e para dentro. Como alternativa, com escolha apropriada o transmissor de energia direcional também a parte de inserção que forma o canal de líquido/ os canais de líquido podem ser soldados ao mesmo tempo com a parede externa da cápsula, tanto no lado superior como também no lado inferior.

[0060] A cápsula representada na figura 13 diferencia-se das formas de execução descritas acima através de sua forma externa. A cápsula tem a forma de um copo de rotação simétrica, que se estreita conicamente para baixo (portanto, na direção da área vazia), com um colar se projetando para fora. Na área do colar, o corpo da cápsula 11 em forma de copo é soldado com a tampa 12 plana. A parte de inserção 21 apresenta uma forma adaptada de modo correspondente, isto é, a parede de separação 22 é em formato de disco. De outra forma valem os mesmos princípios como nas formas de execução descritas acima.

[0061] Na descrição acima de formas de execução partiu-se, respectivamente, do fato de que, a injeção do líquido de infusão ocorre no lado da área vazia e a condução por fora ocorre no lado da área do

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19/23 material de extração. Isto é uma disposição particularmente vantajosa, entre outras coisas, porque, então, nenhuma bebida escaldada remanescente nos canais de líquido depois do processo de infusão é desperdiçada, e também porque eventualmente nenhuma problemática de entupimento pode surgir na área das aberturas de passagem, uma vez que através dessas aberturas foi passado somente água. Mas certamente também é uma opção prever o inverso, colocar o líquido de infusão diretamente na área do material de extração, e descarregar a bebida através dos canais de líquido.

[0062] A figura 14 mostra um módulo de infusão de uma máquina de café. O módulo de infusão pode ser executado, por exemplo, de acordo com o ensinamento do requerimento de patente PCT/ CH2010/000099 (com ou sem meios para a compressão da cápsula), cujo conteúdo através da referência forma um componente do requerimento de patente em questão.

[0063] Em um estado fechado (na figura 14 por uma questão de melhor visibilidade está ilustrado um estado não fechado) o módulo de infusão forma uma câmara de infusão, cuja geometria e dimensão estão ajustadas a uma cápsula correspondente. Em virtude do procedimento de acordo com a invenção, o módulo de infusão está equipado tanto para cápsulas com uma grande quantidade de enchimento e sem elemento de separação, como também para cápsulas com uma reduzida quantidade de enchimento e com elemento de separação.

[0064] De forma bastante conhecida, o módulo de infusão apresenta entre uma armação um dispositivo de condução para fora 103 conduzido com duas paredes de guia verticais, e um injetor 104, que podem ser deslocados um em relação ao outro, por exemplo, por uma alavanca de operação giratória.

[0065] Na figura 14 é bem visível a abertura de introdução 107, para a introdução da cápsula de porção aqui, em essência, cúbica. A

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20/23 abertura de introdução 107 é feita na armação, se encontra na área do dispositivo de condução para fora 103 e permanece estacionária como esse durante um movimento da alavanca de operação. A abertura de introdução 107 pode ser ligeiramente cônica se estreitando para baixo, a fim de ter assim, durante a introdução um efeito de centragem sobre a cápsula, sem que o perigo de uma inclinação da cápsula fosse muito grande.

[0066] A introdução da cápsula de cápsulas com elemento de separação (neste caso, com parte de inserção, que forma uma parede de separação) ocorre de tal modo que, o lado que fica embaixo nas figuras 1,4, 6, 8, 11, 12 (correspondente ao lado com a área vazia) se encontra no lado do injetor, portanto, à direita na fig. 14.

[0067] No estado de operação o módulo de infusão serve como módulo de infusão horizontal de uma máquina de café, que junto com o módulo de infusão apresenta um tanque de água, um dispositivo de aquecimento de água (por exemplo, um aquecedor contínuo) e uma bomba, para a alimentação de água de infusão para o injetor 104. Os canais de alimentação 118 correspondentes do injetor podem ser executados como bastante conhecidos. O injetor apresenta, além disso, pelo menos, uma ponta de perfuração com abertura de alimentação coordenada, de tal modo que a cápsula pode ser perfurada e alimentada com o líquido de extração, através da abertura de alimentação. A máquina de café apresenta, além disso, por exemplo, um recipiente de cápsulas disposto abaixo da câmara de infusão, para o qual, após o processo de infusão, a cápsula é ejetada automaticamente através do levantamento da alavanca de operação.

[0068] Também o dispositivo de condução para fora 103 está equipado com, pelo menos, uma ponta de perfuração 111 e uma abertura de extração coordenada. Além disso, de acordo com a configuração também existe um condutor de descarga, com o qual o

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21/23 café que sai da saída do dispositivo de condução para fora 103 (ou similar) é conduzido de tal modo que, ele escorre para uma xícara deposta no local previsto.

[0069] Na forma de execução representada, o dispositivo de condução para fora 103 forma uma recepção de cápsula com um apoio 121 definindo a superfície de apoio 120 para a cápsula introduzida através da abertura de introdução 107. A cápsula aproximadamente em formato de cubo introduzida através da abertura de introdução com a câmara de infusão aberta é conduzida através das primeiras paredes laterais na qual está o apoio 121. Em seguida, a câmara de infusão é fechada por meio de um movimento do injetor na direção do dispositivo de condução para fora 103, pelo que também a cápsula é perfurada. Na forma de execução representada ocorre uma perfuração antes da introdução do processo de infusão, tanto no lado do injetor como também no lado do dispositivo de condução para fora 103. Todavia também são concebíveis formas de execução - em particular, com alumínio, mas também com material sintético como material da parede da cápsula, ou de uma parte dela - nas quais é produzido um rasgo ou uma perfuração da cápsula no lado do dispositivo de condução para fora 103 só através da pressão interna na cápsula durante a introdução do processo de infusão.

[0070] A figura 15 mostra de forma muito esquemática um sistema de preparação de café de acordo com o primeiro aspecto da invenção. A máquina de café 201 apresenta, junto com uma câmara de infusão 202 - por exemplo, do tipo ilustrado com auxílio da figura 14, ou, por exemplo, também formada por um êmbolo, e uma superfície de contato para o êmbolo - uma bomba para o transporte de água quente 210, através da qual a água quente pode ser transportada para a câmara de infusão sob pressão. Um controle da bomba 205 regula a pressão de bombeamento e de infusão. Em particular, a máquina de café pode ser

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22/23 equipada para ser operada opcionalmente para uma pressão de bombeamento mais baixa, muitas vezes de menos que 5 bar, em particular, menos que 3 bar, por exemplo, cerca de 1.5 a 2 bar (café de filtro) ou para uma pressão de bombeamento mais alta de, pelo menos, 5 bar, em particular, pelo menos, 8 bar, por exemplo, entre 8 bar e 20 bar (expresso). A comutação entre as diversas pressões de bombeamento ocorre em geral manualmente. Mas também pode existir um dispositivo, que regula isso automaticamente, por exemplo, com auxílio de características de uma cápsula introduzida. Por exemplo, as diversas cápsulas do sistema podem ser equipadas com diferentes marcações legíveis opticamente ou através de RFID ou similares, que são reconhecidas por um dispositivo de leitura correspondente da máquina de café, ao qual a pressão de bombeamento é adaptada de modo correspondente.

[0071] Além disso, o sistema de preparação de café apresenta, pelo menos, dois tipos de cápsulas de porção de café 1, 1'. Esses tipos se diferenciam no volume interno (volume da área do material de extração), que está à disposição do material de extração, enquanto que as dimensões externas são, em essência, idênticas. Em particular, um tipo de cápsula (cápsula de café expresso) pode ser executado de acordo com o primeiro aspecto da invenção, enquanto que um outro tipo de cápsula 1' (cápsula de café de filtro) é executado de modo convencional e, portanto, apresenta um espaço interno totalmente cheio ou, por exemplo, também pode apresentar um filtro disposto no interior da cápsula.

[0072] No caso do sistema de preparação de café de acordo com o segundo aspecto da invenção, também seria possível executar o tipo de cápsula da cápsula de café expresso de outra forma diferente que de acordo com o primeiro aspecto da invenção e abolir, por exemplo, os canais de líquido, pelo que a área vazia da cápsula de café expresso

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23/23 durante o processo de infusão seria inundada pela água ou pela bebida. [0073] A aplicação do procedimento de acordo com o primeiro aspecto, ou com o segundo aspecto é possível para outras bebidas diferentes do café, por exemplo, chá.

Claims

1. Cápsula de porção (1) para uma infusão, em particular, café, apresentando uma parede exterior formada por um corpo de cápsula (11) e uma tampa (12) fechando o corpo da cápsula, e uma área de material de extração (31), cheia com um material de extração, disposta no interior da cápsula, em que, no interior da cápsula está disponível uma área vazia (32), que é separada da região de material de extração (31) por um elemento de separação (22) existente, do mesmo modo, no interior da cápsula, além disso, no interior da cápsula existe pelo menos um canal de líquido (24), caracterizado pelo fato de que o elemento de separação (22) é formado por uma parte de inserção (21), a parte de inserção (21) apresenta, pelo menos, um prolongamento (24) que se projeta para longe do elemento de separação (22) em forma de corpo oco, o qual chega até a parede exterior, e forma o pelo menos um canal de líquido, o qual é vedado da área vazia e conectado à superifície externa da parte da cápsula de forma impermeável à liquido onde o pelo menos um canal liquido encontra uma parede exterior, e em que, o líquido, introduzido na cápsula em um local de injeção, entra em contato com o material de extração, e pode ser desviado da cápsula em um ponto diverso do local de injeção , em essência, sem que o líquido consiga chegar à área vazia (32).

2. Cápsula de porção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, o pelo menos um canal de líquido atravessa a área vazia.

3. Cápsula de porção de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que, o pelo menos um canal de líquido é executado como tubos.

4. Cápsula de porção de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que, a parte de inserção (21) apresenta uma parede contínua (29), que junto com o

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2/4 elemento de separação (22) forma uma estrutura em forma de copo cheio com pelo menos uma parte do material de extração.

5. Cápsula de porção de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que, a parte de inserção apresenta um lóbulo de vedação (29.2), que é pressionado por uma pressão elevada na área do material de extração na parede exterior.

6. Cápsula de porção de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a parede exterior é formada por um corpo da cápsula (11) e por uma tampa (12) que fecha esse corpo, em que o lóbulo de vedação (29.2) está apertado entre o corpo da cápsula e a tampa.

7. Cápsula de porção de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que, a área vazia é oca com exceção do pelo menos um canal de líquido e eventuais reforços (26).

8. Cápsula de porção de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que, o elemento de separação (22) apresenta uma infinidade de aberturas de passagem que ligam a área do material de extração com o pelo menos um canal de líquido, sendo que as aberturas de passagem (28) são, de preferência, cônicas se reduzindo na direção do canal de líquido.

9. Sistema de preparação de bebida, caracterizada pelo fato de que apresenta:

- uma máquina de preparação de bebida (201), com um espaço de infusão (202) no qual pode ser inserida, respectivamente, uma cápsula de porção perfurável através de meios de perfuração no lado de injeção e meios de perfuração (111) no lado de extração da máquina de preparação de bebida (201), bem como, com uma bomba de líquido (203) para o transporte de água quente para o espaço de

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3/4 infusão, e através dos meios de perfuração no lado de injeção para a cápsula de porção,

- uma primeira cápsula (1'), com uma primeira área do material de extração cheia com material de extração, sendo que a primeira área do material de extração apresenta um primeiro volume, e

- uma segunda cápsula (1), com uma segunda área do material de extração cheia com material de extração, sendo que a segunda área do material de extração apresenta um segundo volume,

- sendo que dimensões externas da primeira cápsula (1') são, em essência, idênticas com as dimensões externas da segunda cápsula (1), e sendo que as cápsulas (1, 1') dos dois tipos são ajustadas em suas dimensões ao espaço de infusão,

- sendo que a segunda cápsula (1) é uma cápsula de porção como definida em uma das reivindicações anteriores, e sendo que

- o primeiro volume é maior do que o segundo volume.

10. Sistema de preparação de bebida, apresentando:

- uma máquina de preparação de bebida (201), com um espaço de infusão (202) no qual pode ser inserida, respectivamente, uma cápsula de porção perfurável através de meios de perfuração no lado de injeção e meios de perfuração (111) no lado de extração da máquina de preparação de bebida (201), bem como, com uma bomba de líquido (203) para o transporte de água quente para o espaço de infusão, e através dos meios de perfuração no lado de injeção para a cápsula de porção,

- um primeiro tipo de cápsula (1'), com uma primeira área do material de extração cheia com material de extração, sendo que a primeira área do material de extração apresenta um primeiro volume, e

- um segundo tipo de cápsula (1), com uma segunda área do material de extração cheia com material de extração, sendo que a segunda área do material de extração apresenta um segundo volume,

- sendo que dimensões externas de cápsulas de café do

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4/4 primeiro tipo de cápsula (1') são, em essência, idênticas com as dimensões externas de cápsulas do segundo tipo de cápsula (1), e sendo que as cápsulas (1, 1') dos dois tipos são ajustadas em suas dimensões ao espaço de infusão, caracterizado pelo fato de que,

- em que as cápsulas do segundo tipo têm uma parede exterior e uma região de material de extração (31), que é disposta no interior da cápsula e é preenchida com um material de extração e uma região vazia (32) no interior da cápsula, a região vazia sendo separada da região de material de extração (31) por um elemento de separação (22), que está igualmente presente no interior da cápsula, e em que pelo menos um canal de líquido (24) também está presente no interior da cápsula, de modo que um líquido, que é introduzido na cápsula em um local de injeção, entra em contato com o material de extração e pode ser descarregado da cápsula em um ponto, que não é o local de injeção, substancialmente sem o líquido entrar na região vazia (32);

- em que as cápsulas do primeiro tipo são, com a possível exceção de um filtro disposto no interior da cápsula, totalmente preenchidas e não compreendem nenhum elemento de separação nem quaisquer canais de líquido;

o primeiro volume é maior do que o segundo volume.

11. Sistema de preparação de bebida de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que uma pressão de bombeamento da bomba de transporte pode ser comutada entre pelo menos dois estados de operação diferentes.

12. Sistema de preparação de bebida de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que, o primeiro volume tem pelo menos 25 ml.