BRPI1014542B1

BRPI1014542B1 - Cápsula para preparar um produto nutritivo, incluindo um filtro

Info

Publication number: BRPI1014542B1
Application number: BRPI1014542-7A
Authority: BR
Inventors: Doleac Frederic; Abraham Sophie; Doudin Yasmine; Epars Yann; Jean Robert Fabozzi Thierry; Wyss Heinz; Bezet Nicolas; Scorrano Lucio; Dogan Nihan; Meier Alain
Original assignee: Nestec S.A.
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2018-04-03
Also published as: PT2427066E; HK1168738A1; SA110310346B1; EP2427066A1; CN102458149A; MY155181A; AU2010244521A1; EP2427066B1; CA2761127A1; AR076844A1; ES2398930T3; TW201102029A; JP2012525880A; AU2010244521B2; BRPI1014542A2; CA2761127C; SG175793A1; CN102458149B; RU2520012C2; US8703219B2

Description

(54) Título: CÁPSULA PARA PREPARAR UM PRODUTO NUTRITIVO, INCLUINDO UM FILTRO (73) Titular: NESTEC S.A.. Endereço: Avenue Nestle 55, CH-1800 Vevey, SUIÇA(CH) (72) Inventor: FREDERIC DOLEAC; SOPHIE ABRAHAM; YASMINE DOUDIN; YANN EPARS; THIERRY JEAN ROBERT FABOZZI; HEINZ WYSS; NICOLAS BEZET; LUCIO SCORRANO; NIHAN DOGAN; ALAIN MEIER

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 04/05/2010, observadas as condições legais

Expedida em: 03/04/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CÁPSULA PARA PREPARAR UM PRODUTO NUTRITIVO, INCLUINDO UM FILTRO.

A presente invenção refere-se a uma cápsula para higienicamente preparar um produto nutritivo contendo ingredientes nutritivos, mistu5 rando os ingredientes com um líquido, a cápsula contendo um filtro para filtragem do líquido fornecido na cápsula para a remoção de componentes indesejáveis contidos no líquido. A invenção mais particularmente refere-se a uma cápsula para inserção em um dispositivo para o fornecimento de líquido na cápsula para preparar um produto nutritivo através da mistura com os ingredientes nutritivos, tais como uma fórmula infantil, fórmula de nutrição de adolescentes ou de adultos. A invenção também se refere a um método utilizando tal cápsula.

Composições nutritivas podem ser, por exemplo, fórmulas para crianças ou também líquidos nutritivos para crianças, inválidos, pessoas ido15 sas, pessoas com deficiências nutritivas ou atletas. Estas composições são preparadas a partir de ingredientes contidos em uma cápsula pela adição de um líquido, tal como água. O líquido pode conter contaminantes indesejáveis, tais como micro-organismos ou partículas sólidas (por exemplo, poeira, minerais, resíduos orgânicos, etc.). Estes contaminantes indesejáveis devem ser retirados do líquido antes de o líquido ser misturado com os ingredientes.

Desta maneira, há uma necessidade de uma cápsula que permita a preparação de composição nutritiva, por exemplo, uma fórmula infantil ou outras composições de alimentos de uma maneira conveniente e segura.

W02006/077259 descreve um método para preparar uma única porção de uma composição nutritiva que compreende a introdução de líquidos, como a água, em um cartucho contendo uma dose unitária da composição na forma concentrada. Desta maneira, a água é tratada antes da introdução no cartucho, a fim de remover patógenos da água. Este tratamento pode ser, por exemplo, um preaquecimento, uma filtragem ou uma irradiação da água com luz ultravioleta.

WO 2008/012314 refere-se a um dispositivo que ensina o princípio de purificação de água por meio de um filtro utilizado para a preparação

2/18 de composições nutritivas a partir de uma cápsula inserida em um distribuidor.

Uma cápsula com um filtro antimicrobiano integrado foi descrita em WO 2009/092629 e n° 09.156.782.6 depositado em 31 de Março de 2009.

Uma abordagem consiste na cobertura do compartimento que contém os ingredientes com o filtro. Um problema é que uma superfície do filtro grande tende a se deformar sob a pressão do líquido adicionado à pressão de vedação da cápsula contra o dispositivo de fornecimento de líquido (ou seja, o aparelho de fazer bebida). Uma vez que o filtro é colocado acima do compartimento, o apoio do filtro é difícil de realizar ou requer um elemento relativamente grosso e rígido de plástico sob o filtro. Desta maneira, o impacto sobre o custo é alto porque o material do filtro, tipicamente, uma membrana antimicrobiana como PES (polietersulfona), bem como o material de plástico, aumentam drasticamente o preço global da cápsula e tornam o modelo de negócio inviável. Além disso, o impacto no ambiente é maior por causa deste excesso de embalagens e material de filtros.

Desta maneira, há uma necessidade de propor uma outra solução que é mais simples, uma solução mais econômica, em particular, exigindo menos embalagens e material de filtro enquanto ainda oferece uma solu20 ção de filtragem técnica apropriada.

Outro requisito é garantir a liberação de quantidade dedicada da composição nutritiva contida na cápsula para garantir um alimento completo para cada cápsula, por exemplo, para o bebê ou criança. Nenhuma quantidade significativa de líquido nutritivo deve ser deixada na cápsula, mais pre25 ferivelmente, a cápsula deve ser esvaziada de quaisquer líquidos e sólidos.

Para isso, o filtro na cápsula pode criar uma resistência muito alta para o gás | pressurizado (por exemplo, ar) injetado na cápsula durante a operação de j ΐ

esvaziamento. Como resultado, a pressão do gás pode ser insuficiente para [ a cápsula esvaziar corretamente, ou uma pressão de gás muito alta é ne- l cessária que tem um impacto sobre a complexidade e o custo do sistema. I

Outro requisito é garantir que não há contato entre o dispositivo j de abertura de gás para a purga de gás e os líquidos contaminados, por e- |

3/18 xemplo, ingredientes nutritivos ou líquido, que de outro modo exigiría a limpeza sistemática e assim um sistema de limpeza no local, o que tornaria o dispositivo mais complexo.

Outro requisito é diminuir o risco de perfuração do filtro por pres5 são de gás durante a purga de gás da cápsula que proveria a contaminação do produto nutritivo/composição distribuído.

Outro requisito é garantir que o filtro pode suportar a deformação sob a pressão do líquido fornecido na cápsula, em particular, a pressão na superfície à montante do filtro.

Um ou mais dos problemas acima referidos são resolvidos pelas reivindicações em anexo.

Para isso, a invenção se refere a uma cápsula para a preparação de um produto nutritivo em um dispositivo adaptado para fornecimento de líquido na cápsula, a dita cápsula compreendendo:

pelo menos um compartimento contendo ingredientes nutritivos para a preparação do produto nutritivo em combinação com o líquido fornecido, um filtro adaptado para remoção de contaminantes contidos no líquido, em que o filtro tem uma superfície de filtragem menor do que a seção transversal da boca do compartimento.

De preferência, pelo menos uma parte da superfície de filtragem do filtro é deslocada em relação à seção transversal da boca do compartimento, quando vistos em projeção axial da cápsula.

A abordagem da invenção reside essencialmente na redução da superfície do filtro e removendo o centro da cápsula para garantir menos deformação tanto pelas forças de pressão/vedação e as forças líquidas exercidas, elas próprias, sobre o filtro. Essa configuração também resulta em um menor consumo de embalagens e material de filtro e, consequentemente, um custo reduzido e impacto reduzido no ambiente.

De preferência, mais de 50% da superfície de filtragem do filtro é colocada fora da seção transversal da boca do compartimento, quando vis4/18 tos na projeção axial da cápsula.

Mais de preferência, a superfície de filtragem de líquido do filtro é colocada totalmente fora da seção transversal do compartimento, quando vista na projeção axial da cápsula.

De preferência, a superfície de filtragem do filtro é de pelo menos duas vezes menor que a seção transversal maior do compartimento. A seção transversal do compartimento está aqui destinada a ser a seção transversal no plano transversal da cápsula. Mais preferivelmente, a seção transversal é de três ou mais vezes menor do que a maior seção transversal do compartimento.

O filtro é de preferência colocado em um assento receptor de filtro que tem uma menor profundidade do que a profundidade do compartimento. A vantagem é que o filtro pode ser melhor pinçado e apoiado no dispositivo de suprimento de líquido, em particular por baixo e, consequente15 mente, ele suporta menos esforço e flexiona menos sob a carga de líquido sob pressão.

O assento receptor de filtro de preferência forma uma extensão lateral da cápsula compreendendo um aro tipo flange para cooperar com o dispositivo de fornecimento de líquido que se estende além do aro tipo flan20 ge que faz fronteira com o compartimento. Mais uma vez, estas características visam proporcionar um design de cápsula em que as superfícies que suportam a força exercida na cápsula são afastadas do compartimento de ingredientes. Em particular, o aro tipo flange assento receptor do filtro funde no mesmo plano com o aro tipo flange que faz fronteira com o compartimen25 to.

O filtro de preferência compreende uma membrana de filtro microporosa. O material para a membrana pode ser escolhido da lista consistindo de PES (polietersulfona), acetato de celulose, nitrato de poliamida, poliamida e combinações dos mesmos. A membrana pode ser formada de uma camada porosa e/ou microfibras. Para efeito antimicrobiano o filtro de preferência tem um tamanho de poro de menos de 0,2 mícrons. Ele pode ter uma espessura de menos de 500 mícrons, de preferência compreendido entre

S3SS>«É«ssis&!ÊjÈsá8£:

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100 e 300 mícrons. Mais do que uma membrana pode ser usada em série com os tamanhos iguais ou diferentes dos poros e/ou espessuras. A membrana tem preferencialmente uma dimensão mais longa compreendido entre 8 mm e 40 mm, mais preferivelmente entre 10 mm e 30 mm. A membrana do filtro é de preferência uma membrana circular, quadrada, retangular ou poligonal.

O membrana do filtro é suportada por uma parede de saída na qual é fornecido pelo menos um condutor terminando por um bocal de injeção dirigido para o compartimento. O condutor e o bocal visam re-enfocar o líquido filtrado em uma direção privilegiada no interior do compartimento. A direção pode ser normal ou inclinada em relação ao plano superior da cápsula.

O filtro compreende uma parede de entrada que inclui uma entrada líquida de seção transversal menor do que a superfície de filtragem da membrana do filtro. A parede de entrada é suficientemente rígida para propor uma superfície de pressão para um arranjo de pressão de vedação relativo contra o meio de fornecimento de líquido através do dispositivo externo.

Em uma modalidade preferida, o filtro é formado como uma unidade de filtro relativamente rígida compreendendo uma membrana micropo20 rosa flexível inserida em um invólucro com abertura resistente à pressão, manuseável. Assim, o invólucro protege a membrana contra choques, pressão, arranhões, dobra, etc., tanto durante a fabricação da cápsula e durante a preparação da bebida.

O invólucro pode ser formado de dois semi-invólucros, que são soldados entre si, que comprimem e/ou soldam o filtro na sua circunferência. Os dois meios-invólucros podem ser associados através de grampeamento e/ou soldagem ultrassônica. Estes elementos são suficientemente rígidos para resistir à flexão sob a pressão do líquido injetado na cápsula. Esses elementos são feitos de polímero de grau alimentício tais como PP, PA, PE,

PA/PP, PVC, PS, PEEK, PLA ou material à base de amido e combinações dos mesmos.

De preferência, a membrana microporosa do filtro é suportada ^S^23a^^^Cx-_^Éb.^^tá^^«^S^^=á_íÍsÈSi^tó^l^45~^i₃3Jí£^^_ij»^íaáâs^X'^e25^cs^A^ ^jSSFksSL. ^v-AK^FÍ^^.A .^.., ~Z&.— ^..w^

6/18 por uma estrutura de alívio, como uma pluralidade de sulcos/cristas salientes da parede de saída e/ou uma grade colocada entre a parede de saída e a membrana de filtro. Esta estrutura de alívio garante deflexão mínima da membrana do filtro sob a pressão de líquido, e também permite a coleta do líquido no lado a jusante do filtro para uma saída do invólucro a ser fornecida no compartimento.

A unidade de filtro também compreende um bocal de saída que se estende desde o assento descentralizado que recebe o filtro e acima do primeiro compartimento. O bocal de saída é composto por um ou pelo me10 nos um número limitado de saídas de pequeno diâmetro para fornecer um jato de alta dinâmica de líquido no compartimento. De preferência, o bocal compreende uma única saída com um diâmetro de menos 1,0 mm, de mais preferência entre 0,2 e 0,7 mm. Em uma variante, duas saídas em paralelo ou não paralelo são fornecidas no bocal. A saída é capaz de fornecer um jato de líquido com uma velocidade de fluxo compreendida entre 1 e 20 m/seg. O jato criado pela bocal produz um fluxo turbulento no compartimento que é eficaz para a dissolução e/ou dispersão de todos os ingredientes no líquido.

A cápsula inclui ainda uma entrada de gás que pode seletiva20 mente abrir, a qual é colocada em desvio do filtro para permitir a introdução de gás a partir do exterior da cápsula no compartimento sem passar pelo filtro. Como resultado, a membrana de filtro não cria uma perda de pressão para o gás antes do compartimento de ingredientes. Mais preferivelmente, a entrada de gás que pode se abrir é formada na unidade de filtro, por exem25 pio, através da parede de entrada, e se comunica com o bocal de saída. A entrada de gás permite introdução do gás para o esvaziamento da cápsula de líquido e assim garante que todo o conteúdo da cápsula é bem distribuído a partir da cápsula. A entrada de gás pode ser aberta por perfuração ou quebrando uma parte da cápsula. Quando a entrada de gás é colocada em comunicação com o lado filtrado da unidade de filtro, ou seja, o canal que conduz ao bocal, fica assegurado que o membro de abertura pertencente ao dispositivo de fornecimento de líquido para a abertura da entrada de gás en7/18 tra em contato apenas com líquido filtrado.

Os ingredientes nutritivos estão sob a forma de um concentrado líquido, uma pasta, um gel ou em pó. Em uma modalidade preferida, os ingredientes formam uma fórmula infantil.

Os desenhos anexados são dados como uma questão de ilustração dos melhores modos.

A figura 1 é uma visão superior em perspectiva de uma cápsula de acordo com a modalidade preferida da invenção;

a figura 2 é uma visão inferior em perspectiva da cápsula da fi10 gura 1;

a figura 3 é uma visão lateral da cápsula da figura 1; a figura 4 é uma seção transversal da cápsula da figura 3 ao longo da linha A;

a figura 5 é uma visão explodida da seção transversal da cápsu15 la da figura 1 mostrando os diferentes elementos antes da montagem;

a figura 6 é uma visão em perspectiva alargada e transversal da unidade de filtro da cápsula da figura 1;

a figura 7 é uma visão explodida da unidade de filtro da figura 6; a figura 8 é uma visão plana do fundo da unidade de filtro da fi20 gura 6;

a figura 9 é uma visão alargada plana de seção transversal da unidade de filtro de número 8 ao longo da linha E;

a figura 10 é um detalhe na seção transversal do conjunto soldado da unidade de filtro da figura 6;

a figura 11 é outro detalhe na seção transversal da conexão da membrana de filtro no invólucro da unidade de filtro;

a figura 12 mostra um outro detalhe na seção transversal da entrada da unidade de filtro;

a figura 13 mostra, uma visão em perspectiva de cima, uma se30 gunda modalidade da cápsula da presente invenção com a membrana de topo sendo removida para maior clareza;

a figura 14 mostra uma visão em perspectiva da seção transver8/18 sal da cápsula da figura 13;

a figura 15 mostra uma visão em perspectiva de um dispositivo de fornecimento de fluido da invenção no qual é inserida uma cápsula da invenção antes da abertura da entrada de líquido para o fornecimento de líquido na cápsula;

a figura 16 mostra uma visão em perspectiva de um ângulo diferente do dispositivo de fornecimento de fluido da invenção ainda antes da abertura da entrada de líquido;

a figura 17 é uma visão transversal do dispositivo da figura 15 ao 10 longo de um plano que passa pelo injetor de líquido ainda antes da abertura da entrada de líquido;

a figura 18 é uma visão transversal do dispositivo da figura 15 ao longo de um plano que passa pelo injetor de líquido ainda após a abertura da entrada de líquido;

a figura 19 é uma visão transversal do dispositivo da figura 15 ao longo de um plano que passa pelo injetor de gás antes da abertura da entrada de gás;

a figura 20 é uma visão transversal do dispositivo da figura 15 ao longo de um plano que passa pelo injetor de gás após a abertura da entrada de gás.

O aspecto geral da cápsula de acordo com um primeiro modo da invenção é ilustrado em conexão com as figuras 1 a 3 dadas somente como um exemplo preferido. A cápsula 1A geralmente compreende um corpo 2 para receber ingredientes nutritivos, uma tecnologia de filtros e uma tecnolo25 gia de distribuição de produto como será discutido mais tarde. A cápsula tem um copo 3 formado no corpo, que é fechado por uma membrana de topo impermeável a líquido ou lâmina 4, que é selado ao flange tipo aro 5 do corpo. A membrana 4 pode ser simplesmente de líquido impérvio ou, mais de preferência, líquido e gás impérvio. Em particular, a membrana pode ser uma multicamada que compreende uma barreira de gás, tal como EVOH e/ou alumínio. Como será explicado em mais detalhes mais tarde, a membrana de topo é feita de um material perfurável tal como polímero fino e/ou

9/18 de alumínio para permitir que líquido seja fornecido, por um lado, por meio de um injetor de líquidos 6, por um lado, e por outro lado, gás para ser suprido na cápsula através de um injetor de gás 7.

O fundo 8 do copo 3 inclui uma saída de produto 9 destinado à 5 liberação do produto/composição de líquido nutritivo da cápsula. A saída de produto 9 pode incluir uma ou várias aberturas para transmitir a composição líquida para um recipiente como uma mamadeira, vidro ou copo. A saída de produto 9 pode se estender desde o fundo do copo por um duto curto 10 para dirigir o fluxo do líquido e reduzir projeções laterais de líquido que podem contaminar a circunvizinhança do recipiente.

O corpo da cápsula se estende no lado superior por uma porção de extensão 11 que recebe o filtro para filtragem de líquidos fornecidos à cápsula. Como ilustrado na figura 2, a cápsula pode ainda compreender uma estrutura tridimensional de codificação 12 capaz de co-atuar com sensores de posicionamento do dispositivo de fornecimento de líquido, para discriminar o tipo da cápsula inserido no dispositivo de modo que o ciclo de preparação pode ser adaptado para o tipo de cápsula reconhecido, por exemplo, fornecendo o volume adequado de líquido, variando temperatura, vazão, etc.

Em vista das figuras 4 e 5, a cápsula compreende, no copo, um compartimento 13 que contém ingredientes nutritivos 14 formados pelo fundo e paredes laterais do copo 3. O volume do compartimento pode variar dependendo do volume de líquido a ser injetado. Em geral, um grande volume é o preferido para grande volume de líquido de modo que o compartimento serve como uma vasilha de mistura para os ingredientes e líquidos para formar a composição.

A cápsula pode incluir um sistema de distribuição de produto 15 para garantir uma interação adequada do líquido fornecido e os ingredientes contidos no compartimento da cápsula e para reduzir, de preferência evitando contato de líquido nutritivo com o dispositivo. Em um modo particular, o sistema de entrega do produto é projetado para abrir pelo menos um orifício através da cápsula para entrega da composição quando uma pressão suficiente de líquido é atingida no compartimento. Para isso, o fundo 8 do copo

10/18 compreende elementos perfurantes 16 estrategicamente colocados para perfurar um membrana inferior 17 normalmente separando o compartimento 13 da saída de produto líquido 9. A membrana inferior é tipicamente uma membrana impermeável fina perfurável feita de alumínio e/ou polímero. A mem5 brana é lacrada na borda inferior do copo. Por exemplo, a membrana é uma lâmina de alumínio de 30 mícrons. Uma cápsula compreendendo tal sistema de entrega de produto está descrita em PCT/EP09/053033 arquivado em 16 de Março de 2009, que está incorporado aqui por referência. Deve-se notar que o sistema de distribuição do produto pode ser projetado de forma dife10 rente. Por exemplo, ele pode ser uma válvula simples que inclui um orifício ou abertura normalmente fechado e que se abre sob a pressão que se forma no compartimento como resultante do líquido a ser fornecido para ele. Em outra alternativa, ela também pode ser uma parede porosa formando um filtro de produto.

A cápsula da invenção é ainda destinada a garantir a filtragem do líquido a ser fornecido no compartimento. A justificativa para filtragem de líquidos de entrada é ligada essencialmente à necessidade de controlar uma perfeita qualidade do líquido, por exemplo, água, entrando na composição distribuída. Água pode ser fornecida a uma temperatura de serviço, por e20 xemplo, a cerca de 35-40 graus Celsius, por aquecimento da água do ambiente proveniente de um tanque de água do dispositivo de fornecimento de fluido. Mais preferivelmente, a filtragem é realizada para remover contaminantes, incluindo micro-organismos, como bactérias, leveduras ou fungos e, eventualmente, vírus, por exemplo, os que não foram destruídos pela opera25 ção de aquecimento da água. Para isso, uma solução pode consistir em inserir, em uma área predeterminada da cápsula, uma unidade de filtro 18 na forma de uma unidade resistente à pressão, manuseável compreendendo um invólucro externo de proteção 19 e pelo menos um meio filtrante, em particular, uma membrana de filtro 20. A unidade de filtro 18 é de preferência rígida no sentido de que é mais rígida do que a membrana de filtro e de preferência, também é resistente à deflexão significativa pela aplicação da pressão de líquidos e de vedação exercida pelo líquido que sai do injetor e

11/18 pelo engate de vedação do dispositivo de alimentação de fluido em si para a cápsula. A unidade de filtro apresenta a vantagem de facilitar a colocação da tecnologia de filtro na cápsula, sem a necessidade de meios de conexão específicos, e reduz o risco de danificar a membrana de filtro.

Para propósito antimicrobiano, a membrana de filtro de preferência tem um tamanho de poro de menos de 0,4 mícrons, mais preferivelmente de menos de 0,2 mícrons. Ela pode ter uma espessura de menos de 500 mícrons, de preferência entre 10 e 300 mícrons. O material da membrana pode ser escolhido a partir da lista consistindo de PES (polietersulfona), ace10 tato de celulose, nitrato de celulose, poliamida, e combinações dos mesmos.

Em particular, a unidade de filtro pode ser inserida em um assento de receber o filtro 21 formado na porção de extensão 11 do corpo. O assento do filtro de recepção é assim concebido para posicionar a unidade de filtro de forma descentralizada em relação ao compartimento. Como re15 sultado, a deformação da cápsula devido à pressão de líquido e de vedação com o dispositivo pode ser reduzida em comparação com um posicionamento mais central acima do compartimento. O assento do filtro de recepção 21 pode ser, por exemplo, uma cavidade em forma de U de profundidade relativamente baixa (d) em comparação com a profundidade (D) do compartimen20 to. O assento 21 tem uma parede de fundo e uma parede lateral combinando, pelo menos, parte do fundo e parede lateral da unidade de filtro, em particular, de sua porção mais larga 27. A unidade de filtro não pode exigir qualquer ligação específica com o assento de filtro de recepção, mas é simplesmente mantida no lugar pelas formas complementares da unidade, por exemplo, por prensagem, no assento e o fecho obtidos pela membrana de topo 4. Por exemplo, o assento 21 pode incluir sulcos ou recessos em sua parede lateral, por exemplo, perto do compartimento, para receber a unidade de filtro pela prensagem de encaixe (não mostrado).

Como ilustrado na figura 4, a unidade de filtro 18 é dimensiona30 da de forma que sua superfície de filtragem (F) é pelo menos duas vezes, de preferência várias vezes menor que a seção transversal mais larga (C) da boca (ou seja, abertura superior) do compartimento 13, por exemplo, corres12/18

pondente à abertura superior do compartimento. Além disso, a parte mais larga da superfície de filtragem (F) é axialmente deslocada em relação à seção transversal (C) do compartimento (13), quando a cápsula é visualizada em vista de projeção ao longo da linha axial A. Por parte mais larga, que se entende que pelo menos 60%, de preferência 85% da superfície de filtragem são colocados fora da seção transversal do compartimento, em projeção ao longo da direção A. A superfície de filtragem é aqui considerada como a superfície total da membrana de filtro menos sua circunferência comprimida 30. Uma certa sobreposição das superfícies pode ser considerado como aceitá10 vel. Um primeiro problema resolvido é a redução do compartimento e a capacidade de controlar melhor a deformação do filtro. Outro problema resolvido é sobre a redução da quantidade de material para a membrana de filtro e, consequentemente, a redução do custo de produção e o impacto da cápsula usada no ambiente. Outra vantagem é a possibilidade de comprimir a cápsu15 Ia, em particular, o copo da cápsula depois de esvaziar para reduzir o volume de armazenamento das cápsulas usadas. Para isso, a cápsula pode ser fornecida com uma parede lateral, incluindo linhas enfraquecidas orientadas em tal forma para promover a compressão do copo na direção axial.

Como ilustrado nas figuras 6 a 9, a unidade de filtro da invenção compreende uma parede de entrada 22 para introdução de líquidos na unidade e uma parede de saída 23 para distribuição de líquido filtrado no compartimento 13. A parede de entrada compreende uma entrada de líquido 24 enquanto a parede de saída compreende uma saída de líquido 25 formada em um bocal 26 da unidade. A entrada de líquido e saídas 24, 25 são espa25 çadas no sentido axial para que a entrada de líquido 24 seja colocada fora do contorno do compartimento 13 ao passo que a saída 25 é colocada dentro do contorno do compartimento. Por uma questão de projeto preferida, a caixa do filtro pode assumir a forma de uma raquete com uma parcela mais larga 27 posicionada no assento e estendida por uma parte de estreitamento

28 do bico que se estende transversalmeníe acima do compartimento. A saída 25 de preferência tem um diâmetro pequeno, por exemplo, entre 0,2 e de 1,5 mm, para formar um jato de líquido sob pressão que promove a dissolu

13/18 ção e/ou dispersão dos ingredientes através de líquidos projetadas através do bocal. A saída pode ser formada de várias aberturas discretas. O número de aberturas deve ser pequeno, de preferência entre 1 e 5, no máximo, para evitar uma redução muito grande da velocidade do fluxo. A velocidade de fluxo através da saída do bico é de preferência compreendida entre 1 e 20 m/seg. A saída pode ter seção transversal diferente, como circular, oval, retangular, etc.

O invólucro inclui a membrana de filtro 20, em um compartimento interno 29 formando um lado a montante e a jusante com a circunferência

30 do filtro que está sendo selado pelo invólucro de uma maneira impermeável de modo a evitar desvio do filtro de líquido. No lado inferior do compartimento, a membrana de filtro é ainda apoiada por uma estrutura de apoio formada, por exemplo, de uma variedade de pequenos rebites 31. Os rebites têm extremidades livres achatadas para reduzir a deflexão axial da membra15 na de filtro sob pressão e evitar a sua quebra. Os rebites são preferencialmente formados ao longo da seção transversal inteira da membrana de filtro. Mais de preferência, rebites adjacentes não estão distantes mais de 2,5 mm. Entre a estrutura de apoio é formada uma infinidade de canais 32 para coletar o líquido que está sendo filtrado através da membrana. A parede de saí20 da 23 compreende pelo menos um conduto de saída 33 para fazer uma comunicação fluída entre o lado a jusante da membrana de filtro, através de canais 32, e a saída 25 do bocal 26. A estrutura de suporte pode ser um elemento separado, por exemplo, uma grade colocada na caixa abaixo do filtro.

Na parede de entrada de 22, a unidade de filtro inclui ainda uma entrada de gás 34 para permitir fornecimento de gás sob pressão, por exemplo, ar comprimido, no compartimento 13. A entrada de gás pode ser, como ilustrado, uma abertura através da parede de interseção com o conduto de saída 33. Portanto, deve-se notar que o gás que entra na unidade irá ignorar a membrana de filtro 20 no seu caminho para o bocal 26 e entrará sob pressão no compartimento. Tanto a entrada de líquido 24 e a entrada de gás 34 são fechadas pelo membrana superior 4. Assim, as entradas são se14/18 letivamente passíveis de abrir perfurando a membrana 4 nas entradas dedicadas. Em particular, a membrana superior 4 é selada em torno da entrada de líquido e de entrada de gás por selos 35, 36 (figura 1). Portanto, quando a membrana superior é perfurada pelo injetor de gás 7 do dispositivo de ali5 mentação de fluido, a ponta do perfurador só pode entrar em contato com o líquido filtrado. Como resultado, há uma chance muito menor de contaminação do perfurador do que se as entrada de gás e líquido fossem a mesma entrada. O perfurador de gás pode assim permanecer limpo para o próximo ciclo de preparação.

A estrutura da caixa do filtro 19 pode variar. No entanto, em um design preferido, a caixa é formada de duas partes 37, 38, que são soldadas e/ou grampeadas juntas. A figura 7 mostra a unidade de filtro 18 com uma metade inferior da caixa 37 e uma metade superior da caixa 38. A metade inferior da caixa 37 tem uma seção de crista/sulco circular saliente 39, que delimita o contorno do compartimento interno para a montagem em uma seção sulco/crista circular 40 da metade superior da caixa 38. Da mesma forma, a parte do bico 28 da unidade é montada por uma segunda seção crista/recesso 41 na metade inferior da caixa que se encaixa em uma seção crista/sulco 42 da metade superior da caixa 38. Poderia ser da mesma forma que as seções 39, 41, respectivamente 40, 42 formem seções contínuas a partir da parte mais larga da raquete 27 para a parte de estreitamento da raquete 28.

Como ilustrado nas figuras 10 e 11, as partes inferior e superior das caixas 37, 38 são montadas enquanto apertam a circunferência 30 da membrana de filtro. As partes 37, 38 podem ser projetadas de tal forma a dobrar a circunferência e apertá-la em um ponto circular 43. O filtro pode não ser necessariamente soldado ao invólucro se o ponto de aperto é suficiente para manter o filtro firmemente no lugar e, assim, com sucesso evitar efeito de desvio durante a operação. A unidade pode assim ser montada por solda nas seções crista/sulco por linhas de soldagem adequadas 44, 45, por exemplo. O benefício de soldar as partes da caixa, mas apertar o filtro reside na possibilidade de escolher entre uma escolha maior de material para o

15/18 filtro sem ter que cuidar de compatibilidade para soldagem com o material da caixa. Outro benefício é o de simplificar a montagem usando soldagem ultrassônica para os elementos mais espessos da unidade e evitar danos no elemento mais fino (ou seja, membrana do filtro).

Como mostrado na figura 8, a estrutura da unidade de filtro pode ser otimizada. Por exemplo, a unidade de filtro pode incluir uma estrutura de reforço 46, em particular, na parte de estreitamento 28 para permitir que o canal se forme na parede inferior, mas mantendo ainda a rigidez da unidade, em particular, tendo em vista as restrições fluídicas e/mecânicas. Por exem10 pio, a estrutura de reforço forma uma série de costelas que se estendem, por exemplo, na direção transversal da raquete. Naturalmente, muitos padrões diferentes de reforço são possíveis. Em particular, a relação rigidez-peso deve ser otimizada para promover a redução de custos e menor impacto no ambiente.

A fim de reduzir o risco de danificar a membrana do filtro durante a abertura da entrada de líquido 24, quando perfurar a membrana 4 na área 47 logo acima da entrada, conforme ilustrado na figura 12, um defletor resistente à perfuração 48 é fornecido entre a entrada e a membrana de filtro 20. O defletor 48 pode ser integralizado com a parede de entrada da caixa. Ele pode ser concebido como uma ponte transversal cruzando a abertura de entrada e intercalado em relação à abertura. Portanto, o líquido pode passar por passagens laterais 49 formadas na entrada entre a ponte e a parede. Claro, o defletor poderia tomar várias formas, desde que criasse uma proteção contra perfuração ao longo da direção axial de entrada I. O defletor tam25 bém poderia ser uma parte separada interposta entre o filtro e a parede de entrada.

Em uma outra modalidade ilustrada nas figuras 13 e 14, a cápsula 1B da invenção difere em variados aspectos. Primeiro de tudo, uma unidade de filtro 18 é fornecida que compreende uma parede de saída 23 na qual é aplicada a membrana de filtro 20. Ao contrário do que a modalidade anterior, a membrana de filtro 20 é colocada entre a parede de saída 23 e parte inferior do assento do filtro de recepção 21 do corpo. A entrada de líí~*í~ajjLí *« » ^Α*^&α*ΆΤ x“i^*«f is«íS&&3SíÃÈMSkV

16/18 quido 24 é fornecida na lateral da unidade, que se comunica com o compartimento inferior 50 colocado a montante do filtro, mas abaixo da parede de saída 23. Um segundo compartimento superior 51 é formado entre a parede de saída 23 e a membrana superior (não mostrado) 4, que é lacrado na bor5 da tipo flange 5 do corpo da cápsula. A fim de evitar que a membrana superior 4 caia no compartimento superior 51 e bloqueando parcialmente o fluxo que sai da membrana de filtro, a parede de saída 23 do filtro é provida com vários elementos de suporte 52. A parede de saída é ainda equipada com uma multiplicidade de aberturas de 53 para permitir que líquido filtrado se distribua adequadamente através da membrana de filtro colocado a montante. Portanto, o líquido fornecido na cápsula através da entrada de líquido 24 flui sob a unidade no compartimento inferior 50, depois através da membrana de filtro 20 no sentido ascendente. O líquido filtrado é assim recolhido no compartimento superior e flui através do bocal de saída 26 que inclui uma saída de pequeno porte 25. Para o esvaziamento da cápsula 1B, uma entrada de gás pode ser fornecida de forma independente da unidade de filtro. Em particular, um recuo 54 pode ser formado no aro tipo flange, por exemplo, ao lado da unidade de filtro. Para o gás a ser fornecido no compartimento de ingredientes 13, a membrana superior é perfurada no local do recuo. A per20 furação da membrana pode ser realizada por um elemento mecânico do dispositivo de fornecimento de fluido ou por gás sob pressão. É claro, a entrada do gás também pode ser fornecida na unidade de filtro. O sistema de entrega de produto pode ser o mesmo descrito no primeiro modo.

A descrição será agora focada, em relação às 15 a 20, no dispo25 sitivo de fornecimento de fluido de acordo com a invenção adaptado para receber uma cápsula para a preparação de uma composição nutritivo como descrito.

O dispositivo de fornecimento de fluido 55 da invenção compreende tipicamente um suporte de cápsula 56 em tamanho adaptado para re30 ceber a cápsula 1. O suporte da cápsula se encaixa com um grupo de suprimento de fluido 57, compreendendo meios de fornecimento de líquido e gás. O grupo de alimentação de líquido 57, compreende uma base de inser17/18 ção de suporte de cápsula 58 para oferecer uma posição de referência estável para o suporte da cápsula. Em particular, meios de orientação complementares 59 no suporte de cápsula 56 e base 58 são fornecidos para permitir fácil montagem e remoção do suporte da cápsula a partir da base, como ao longo de uma direção longitudinal deslizante B.

Deve ser observado que a unidade de filtro 18 da invenção poderia muito bem ser uma parte separada, que é associada com a cápsula no momento do uso, por exemplo, durante a inserção da cápsula no dispositivo de fornecimento de fluido. Por exemplo, a unidade de filtro pode ser uma parte que está associada ao injetor de líquidos ou integrada no injetor de líquido.

Os grupos de suprimento de fluido 57 compreende ainda uma placa de injeção de líquido 60 tendo o injetor líquido 6 por si só. A placa de injeção de líquido 60 pode ser posicionada para girar ao longo de um eixo 61 montado na parte superior da base 58 tal que a placa pode levar pelo menos uma primeira posição em que o injetor é colocado longe da abertura da entrada de líquido da cápsula e uma segunda posição em que a injeção está envolvida na abertura da entrada de líquido 24. A primeira posição é ilustrada na figura 17 enquanto que a segunda posição é ilustrada na figura 18. A placa de injeção se move da primeira posição para a segunda posição, e vice-versa, por um mecanismo de ressalto 62, que também é montado em rotação ao longo de um segundo eixo 63 na base. Da mesma forma, um injetor de gás 7 é fornecido que pode tomar uma primeira posição onde é mantido longe da entrada de gás da cápsula (figura 19) e uma segunda po25 sição em que está envolvido na abertura da entrada de gás (figura 20). Mais uma vez a mudança da primeira para a segunda posição do injetor de gás 7 é controlada pelo mecanismo de ressalto 62. De uma forma vantajosa, o mecanismo de ressalto 62 é comum para controlar ambas as posições dos injetores de líquido e de gás de tal forma que o injetor de gás se move de sua primeira para a segunda posição no momento que o injetor de líquido já passou de sua primeira para a segunda posição. O mecanismo de ressalto 62, em particular, compreende pelo menos uma primeira porte de ressalto 64

18/18 agindo na placa de injeção e pelo menos uma segunda parte de ressalto 65 atuando sobre o injetor de gás. As duas partes de ressalto estão ligadas ao mesmo mecanismo de ressalto de forma que eles sempre agem em seus respectivos injetores de forma coordenada. Figuras 17 e 18 mostram a pri5 meira parte de ressalto agindo para mudar a posição do injetor de líquidos 6, empurrando a placa 60. A parte 64 formando uma superfície excêntrica em relação ao eixo 63, empurra para baixo a placa de 60 em direção à cápsula. Deve-se notar que os meios de selagem, tais como um anel O (não mostrado) podem estar associados à placa de injeção para localmente criar um se10 Io de líquido ao redor da entrada de líquido. Figuras 19 e 20 mostram a segunda parte de ressalto 65 também formando uma superfície excêntrica empurrando o injetor de gás 7 em direção da entrada de gás. Para maior clareza, o dispositivo não mostra todos os detalhes, em particular, os meios de retorno elástico para a substituição da placa de injeção de líquido em sua primeira posição e meios semelhantes para substituir o injetor de gás em sua primeira posição. Tal meio de retorno elástico pode ser na forma de molas ou equivalentes.

Em um modo diferente, a unidade de filtro 18 pode separar a cápsula e ser uma parte descartável do dispositivo de fornecimento de fluido.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Cápsula para a preparação de um produto nutritivo em um dispositivo adaptado para fornecimento de líquido dentro da cápsula, a dita cápsula compreendendo:

pelo menos um compartimento (13) contendo ingredientes nutritivos (14) para a preparação do produto nutritivo em combinação com o líquido fornecido, um filtro (18, 20) adaptado para remoção de contaminantes contidos no líquido, caracterizado pelo fato de que:

o filtro (18, 20) tem uma superfície de filtragem (F) menor que a seção transversal (C) da boca do compartimento.
2. Cápsula de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma parte de sua superfície de filtragem (F) é deslocada em relação à seção transversal (C) da boca do compartimento, quando vista na projeção axial da cápsula.
3. Cápsula de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que mais de 50% da superfície de filtragem (F) do filtro (18, 20) são colocados fora da seção transversal (C) da boca do compartimento, quando vistos na projeção axial da cápsula.
4. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a superfície de filtragem do filtro é de pelo menos duas vezes menor que a seção transversal mais larga (C) do compartimento (13).
5. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o filtro (18, 20) é colocado em um assento de recebimento do filtro (21) o qual tem uma menor profundidade (d) que a profundidade (D) do compartimento (13) .
6. Cápsula de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que ela compreende pelo menos um aro tipo flange (5a) do assento de recebimento de filtro para cooperar com o dispositivo de fornecimento de líquido que se estende além da borda tipo flange (5) que fazem fronteira com o compartimento (13) como uma extensão lateral (11) da cápsula.

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7. Cápsula de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o aro tipo flange (5a) se funde no mesmo plano com o aro tipo flange (5) que faz fronteira com o compartimento (13).
8. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações an5 teriores, caracterizada pelo fato de que o filtro é composto por uma membrana microporosa de filtro (20).
9. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a membrana de filtro (20) é suportada por uma parede de saída (23) em que é fornecido pelo menos um condu10 to (33) terminando por um bico de injeção (26) dirigido para o compartimento (13).
10. Cápsula de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o filtro é composto por uma parede de entrada (22) compreendendo uma entrada de líquido (24) de menor seção transversal do que a su15 perfície de filtragem (F) da membrana de filtro (20).
11. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 8 a 10, caracterizada pelo fato de que o filtro (18, 20) é formado como uma unidade relativamente rígida de filtro (18) compreendendo a membrana flexível microporosa (20) inserida em uma caixa resistente à pressão,

20 manuseável, relativamente rígida (19).
12. Cápsula de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o invólucro (19) é formado por duas semicarcaças (37, 38) que são soldadas entre si, que apertam e/ou soldam a membrana de filtro (20) em sua circunferência (30).

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13. Cápsula de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizada pelo fato de que uma pluralidade de sulcos/cristas se projetam da parede de saída (23) ou uma grade é fornecida entre a parede de saída (23) e a membrana de filtro para apoiar a membrana de filtro (20).
14. Cápsula de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracteri30 zada pelo fato de que a unidade de filtro (18) compreende um bocal de saída que se estende desde o assento de recebimento do filtro no sentido e acima do primeiro compartimento.

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15. Cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 8 a 14, caracterizada pelo fato de que ela compreende uma entrada de gás seletivamente passível de abrir (34) que é colocada em desvio da membrana de filtro (20) para permitir a introdução de gás a partir do exterior

5 da cápsula no compartimento (13) sem passar pela membrana de filtro (20).
16. Cápsula de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os ingredientes nutritivos são na forma de um concentrado líquido, uma pasta, um gel ou em pó.

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