PT1816935E

PT1816935E - Sistema com cápsula tendo meios de vedação

Info

Publication number: PT1816935E
Application number: PT05795995T
Authority: PT
Inventors: Alfred Yoakim; Gilles Gavillet; Jean-Paul Denisart
Original assignee: Nestec Sa
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2009-02-04
Also published as: HK1112166A1; CY1105890T1; IL213077A; US8651012B2; KR20100049650A; PT1816936E; JP4861989B2; RS20070155A; CY1106861T1; PT1700548E; PL1816936T3; CL2016002872A1; ES2442269T3; MY139254A; SI1700548T1; WO2006045536A1; CR11312A; PL1654966T3; US7993691B2; IL204517A0

Description

DESCRIÇÃO "SISTEMA COM CÁPSULA TENDO MEIOS DE VEDAÇÃO" A presente invenção refere-se, em geral, a um sistema de produção de bebidas para utilização em ligação com cápsulas, bem como a um método para produzir bebidas a partir de ingredientes contidos nestas cápsulas. 0 antecedente da presente invenção é o campo das cápsulas vedadas que contêm bebidas ou outros ingredientes (e. g., sopa) alimentares. Por meio de uma interacção destes ingredientes com um liquido injectado, podem ser produzidos uma bebida ou outros alimentos, como, por exemplo, sopas. A interacção pode ser, por exemplo, um processo de extracção, infusão ou dissolução. Uma cápsula destas está particularmente adaptada para conter café moido, de modo a produzir uma bebida de café, injectando água quente sob pressão no interior da cápsula e descarregando uma bebida de café da cápsula.

Uma cápsula como mostrada no documento FR 2160634 refere-se a um aparelho para preparar uma bebida de café a partir de um cartucho no qual um dispositivo de injecção de água está colocado, de forma hermética, contra o lado superior do cartucho. O dispositivo de injecção de água inclui um vedante que está aplicado na borda superior das cápsulas. O documento EP 0361569 AI não mostra uma cápsula vedada, mas uma unidade de filtro de café que não ficar vedada quando colocada na máquina de café, mas, simplesmente, encaixada à 1 pressão num invólucro de cartucho, de tal modo que a água possa ser derramada num papel de filtro proporcionado no lado superior aberto da unidade de filtro de café. Para evitar o derrame de água para fora da borda superior da unidade de filtro, a parcela periférica de um papel de filtro é apertada entre a borda exterior da parede da unidade de filtro de café e a parede circundante da máquina. Esta concepção é um dispositivo que filtra uma bebida à pressão atmosférica, que não está adaptado para suportar a pressão típica de injecção de água de, e. g., mais de 3 bars ou mesmo uma pressão muito mais elevada que reina na cápsula quando, e. g., um café do tipo espresso vai ser produzido. 0 documento FR 2617389 descreve uma máquina de café à base de cápsulas na qual uma cápsula a ser extraída é colocada num suporte de cápsula. 0 suporte de cápsula é, em seguida, rodado como uma baioneta, dependendo a posição rotativa final do binário que o utilizador aplica num punho para rodar o suporte de cápsula. Consequentemente, a própria máquina não tem uma posição definida de fecho, visto que a posição final de encerramento depende do valor do binário aplicado pelo utilizador. A vedação entre a cápsula e a máquina, consequentemente, não é definida pela concepção da máquina, mas depende arbitrariamente do manuseamento do utilizador da máquina. De um modo típico, quanto mais elevada for a força de rotação exercida mais folga pode ser compensada. Todavia, este sistema proporciona vários inconvenientes. Em primeiro lugar, requer que o dispositivo de encerramento permaneça simplesmente apertado à mão e não possa, de outra forma, ser assistido mecânica, eléctrica ou hidraulicamente. Requer do utilizador uma certa força para enroscar o suporte de cápsula na máquina e o 2 utilizador pode ter dificuldade, mais tarde, para desenroscar o suporte de cápsula. Além disso, a vedação é difícil de controlar e pode acontecer que o suporte de cápsula esteja insuficientemente apertado, de modo que pode ocorrer fuga de pressão.

Ao contrário do encerramento rotativo do tipo baioneta de acordo com o documento FR 2617389, a presente invenção refere-se a máquinas em que o encerramento das peças da máquina que rodeiam a cápsula e, deste modo, igualmente a vedação, não é uma função arbitrária da força do utilizador, mas um estado definido que depende da disposição da cápsula na máquina.

Este é, por exemplo, o caso em máquinas nas quais a fase final do movimento de encerramento é, essencialmente, um movimento axial (i. e., de translação ou curvilíneo) mas não rotativo.

Os sistemas e métodos da técnica anterior para obter alimentos fluidos a partir de cápsulas contendo substâncias, por exemplo, são conhecidos do documento EP-A-512470 (equivalente do documento US 5402707). A máquina do documento EP-A-512470 toma como exemplo um dispositivo de encerramento do tipo baioneta. A cápsula 101, como mostrado na Fig. 1, tem um copo 102 de forma de troncocónica que pode ser cheio, e. g., com café 103 torrado e moído e que é fechado por uma cobertura 104 de face de abertura tipo folha, soldada e/ou cravada numa borda do tipo flange que se estende lateralmente a partir da parede lateral do copo 102. Um suporte 111 de cápsula compreende uma grelha 112 de escoamento com elementos 113 de superfície em relevo. 3 0 suporte 111 de cápsula é acomodado no seu suporte 115 que tem uma parede 124 lateral e um orifício 127 para a passagem da bebida de café extraída.

Como pode ser visto a partir da fig. 1, o sistema de extracção compreende, além disso, um injector 107 de água tendo um canal 120 de entrada de água e uma caixa 108 para cápsula com uma reentrância interna cuja forma corresponde, substancialmente, à forma exterior da cápsula. Na sua parte exterior, a caixa 108 para cápsula compreende uma mola 122 segurando um anel 123 para libertar a cápsula após terminar a extracção.

Em funcionamento, uma cápsula 101 é colocada no suporte 111 de cápsula. O injector 107 de água perfura a face superior do copo 102. A face 104 inferior de abertura da cápsula repousa nos elementos 113 radialmente dispostos do suporte 111 de cápsula. A água é injectada através do canal 120 do injector 107 de água e atinge o leito 103 de café. A pressão na cápsula 101 aumenta e a face 104 de abertura continua a acompanhar a forma dos elementos 113 radiais de abertura em relevo. Estes elementos radiais de abertura em relevo poderiam ser substituídos por relevos em forma de pirâmide ou outras formas de relevo. Quando o material constituinte da face de abertura atinge a sua força de ruptura, a face de abertura rompe-se ao longo dos elementos em relevo. O café extraído flui através dos orifícios da grelha 112 de escoamento e é recuperado num recipiente (não mostrado) sob o orifício 127. 4

Os princípios deste processo da extracção, na medida em que possam ser mantidos em ligação com a presente invenção, podem ser sumarizados como se segue: - Uma cápsula inicialmente vedada é introduzida num meio de suporte de cápsula; - 0 meio de suporte de cápsula é, em seguida, associado ao meio de injecção de água da máquina de tal modo que uma caixa (108 na Fig. 4) de cápsula, se sobreponha à cápsula vedada; - Numa primeira parede da cápsula, pelo menos, uma abertura é gerada para introduzir água sob pressão; - A água que está a ser injectada sob pressão na cápsula através da abertura na primeira parede está a interagir com os ingredientes contidos na cápsula enquanto atravessa o interior da cápsula e, é forçada, em seguida, a deixar a cápsula através de, pelo menos, uma abertura/perfuração criada na segunda parede.

Os ingredientes na cápsula constituem o "gargalo" do trajecto do escoamento de água e, consequentemente, causarão uma queda de pressão entre o lado de montante e de jusante do escoamento de líquido através da cápsula, queda de pressão que aumentará mesmo durante a interacção entre o líquido e os ingredientes, por exemplo, devido a uma dilatação dos ingredientes. De forma correspondente, deve assegurar-se que o único escoamento de água ocorre, na realidade, através do interior da cápsula (seta Al) e que nenhuma água pode fluir do 5 injector de água para o interstício entre a caixa 108 para cápsula e o exterior da cápsula 101 e, em seguida, para o orifício 127 de descarga do dispositivo. A seta A2 ilustra este trajecto indesejado do escoamento de água. Por outras palavras, gualquer escoamento de água exterior à cápsula 101 tem de ser detido por um acoplamento vedante posicionado no interstício entre a caixa 108 para cápsula e a cápsula 101, e no trajecto do escoamento entre o injector de água e o orifício de descarga. Na forma de realização mostrada na Fig. 1, este acoplamento vedante pode ser conseguido, pelo menos até um determinado grau, pelo acoplamento de compressão entre a caixa 108 para cápsula, a borda tipo flange da parede lateral da cápsula 101 e o suporte 111, 115 de cápsula.

No caso do acoplamento vedante não estar a funcionar correctamente e a água estar a fluir para fora da cápsula, no interior da cápsula não será desenvolvida pressão suficiente para causar a ruptura da face de abertura ou, de uma forma alternativa, a pressão não causará a ruptura completa da face de abertura resultando, consequentemente, numa extracção insuficiente da substância. Neste cenário, será descarregada água do dispositivo de produção da bebida, sem ter interagido ou, sem ter interagido completamente, sob condições de pressão suficientes, com os ingredientes contidos na cápsula.

Estão agora comercialmente disponíveis novas máquinas que são baseadas num movimento axial de encerramento e já não num encerramento do tipo baioneta. Estas máquinas proporcionam maior conveniência ao utilizador, podem ser assistidas mecânica, eléctrica ou hidraulicamente para um encerramento mais fácil e podem ser construídas com materiais menos dispendiosos (tal como 6 algumas das patentes descreve o plástico). Por exemplo, diferentes princípios de encerramento, tais como nos documentos EP 0604615, EP 1090574; EP 1327407; WO 2004/071259 ou WO 2005/004683.

Consequentemente, não existe possibilidade de o utilizador controlar o grau de aperto do encerramento sobre a cápsula. Desde que o estado fechado definido intrinsecamente, dos dispositivos que funcionam num movimento de encerramento axial, funcione correctamente, isto conduz a resultados satisfatórios. Se, todavia, o vedante for danificado ou a sua eficácia diminuir ao longo do tempo por diferentes razões (devido a desgaste, envelhecimento, obstrução por resíduos sólidos, etc.) ou igualmente, no caso da posição fechada estar desalinhada (e. g., deslocada horizontalmente relativamente à posição ideal de encerramento, devido a desgaste, fadiga ou tolerâncias de fabrico) , existe o risco de a vedação não ser estanque, ou até uma folga, entre o elemento confinante e a cápsula.

De acordo com a técnica anterior, o acoplamento vedante é feito revestindo a parede interior e/ou a borda compressora da caixa da cápsula com uma junta de borracha elástica. Por outras palavras, de acordo com a referida abordagem da técnica anterior, o acoplamento vedante é assegurado por uma estrutura permanente que é fixa ou ligada ao dispositivo de produção de bebidas. Isto tem a desvantagem de, após utilização intensiva (i. e., ao longo de um número elevado de ciclos de extracção) , poder ocorrer um desgaste dos meios de vedação permanentes, de tal forma que as condições de extracção da bebida podem deteriorar-se e, consequentemente, a qualidade da bebida pode ser afectada negativamente. 7

Em particular, qualquer "fuqa" no exterior da cápsula reduz a pressão no interior da cápsula. Por outro lado, uma pressão de extracção suficiente é um factor chave para a qualidade do café de tipo espresso. A presente invenção visa, de forma correspondente, um melhoramento de um sistema que compreende: - um elemento confinante do dispositivo de produção de bebidas que pode receber a cápsula e que pode ser transferido de um estado aberto para um estado fechado definido programado, - uma cápsula configurada com um vedante que proporciona, cada vez que uma cápsula é acoplada pelo elemento confinante, uma configuração estanque aos fluidos eficaz da cápsula, de modo a que a água entre na cápsula através de um trajecto de fluido controlado através da cápsula, quando o elemento confinante tiver sido fechado no referido estado fechado definido sobre a cápsula, e - tendo o dispositivo de produção de bebidas meios para injectar água pressurizada no interior da cápsula. A invenção visa, em particular, um melhoramento de um acoplamento vedante de compensação entre o elemento confinante e a superfície exterior da cápsula.

Note-se que a presente invenção, deste modo, visa em especial um melhoramento das cápsulas, de tal forma que 8 dispositivos avançados de produção de bebida com meios integrados de vedação como mostrados, por exemplo, no documento EP-A-512470, podem igualmente ser utilizados em ligação com uma cápsula de acordo com a presente invenção. 0 objectivo é alcançado por meio das caracteristicas das reivindicações independentes. As reivindicações dependentes desenvolvem de modo pormenorizado a ideia central da presente invenção.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção um sistema compreende: - um dispositivo de produção de bebidas à base de cápsulas, e - uma cápsula para conter ingredientes de bebida. 0 dispositivo de produção de bebidas está dotado com: - meios para injectar um líquido sob pressão no interior da cápsula, - meios para descarregar uma bebida da cápsula, e - um elemento confinante que pode ser transferido de um estado aberto para um estado fechado definido, no qual o elemento confinante encerra a superfície exterior da cápsula. 9

Um elemento vedante associado à cápsula; sendo o elemento vedante compressível quando acoplado pelo elemento confinante no estado fechado e sendo o elemento vedante eficaz para compensar a folga entre o elemento confinante e a cápsula, folga que existiria sem o elemento vedante da cápsula, quando o elemento confinante estivesse na sua posição fechada definida. 0 elemento vedante pode ser resiliente sob compressão e ser acoplado pelo elemento confinante no estado fechado. 0 elemento confinante pode estar disposto de tal forma que, na fase final do seu movimento de transferência do seu estado aberto para o seu estado fechado, efectua um movimento relativo essencialmente axial (e. g. , linear ou curvilíneo, mas não rotativo) no que se refere à cápsula, sem uma rotação relativa da cápsula. 0 elemento confinante está disposto, relativamente à cápsula, de tal forma que, durante o movimento de transferência do estado aberto para o estado fechado, a cápsula permanece essencialmente no lugar. 0 elemento vedante está disposto para exercer uma força compressiva contra uma superfície de compressão correspondente do dispositivo de produção de bebidas. 0 elemento vedante tem uma espessura suficiente para compensar a folga, dentro de um certo intervalo de variação. De um modo preferido, o elemento vedante tem uma espessura (em repouso), quando medida na direcção principal das forças compressivas, de 0,5 a 5 mm, de um modo preferido de 1 a 3 mm. 10 A superfície de compressão tem um contorno linear e/ou troncocónico quando vista numa vista em corte radial. A superfície de compressão pode apresentar um contorno não linear quando vista numa vista lateral. 0 contorno da superfície de compressão pode ser dotado de ondulações. 0 acoplamento vedante, deste modo, pode ser concebido para ser eficaz apenas enquanto o elemento confinante exercer uma força compressiva mínima na cápsula, mas ser automaticamente libertado assim que a força compressiva descer abaixo da referida força compressiva mínima.

Podem ser proporcionados sulcos na circunferência do elemento confinante, sulcos que actuam como passagens de entrada de ar para fornecer ar através destes sulcos e através do acoplamento vedante aliviado entre a cápsula e o elemento confinante. 0 elemento vedante pode ser feito de um material de borracha elástica. 0 elemento vedante pode ser feito do material constituinte da cápsula, tal como um material de polímero. A cápsula pode compreender um primeiro e um segundo elemento de parede estando ligados entre si de uma forma 11 hermética numa área da borda do tipo flange, de modo a criar um interior hermético para os ingredientes. 0 elemento vedante pode ser proporcionado, pelo menos, na área da transição da borda do tipo flange e um dos elementos de parede. 0 elemento vedante é proporcionado numa parede, entre a borda do tipo flange e a posição na cápsula onde o injector de água é introduzido. A cápsula pode ser constituída por um corpo de base do tipo copo e um elemento confinante. 0 elemento vedante pode estar presente em ambas as bordas do tipo flange e uma parcela de uma parede lateral do corpo de base. 0 elemento vedante pode ser uma parte integral de um dos elementos de parede. 0 elemento vedante pode estar separado dos elementos de parede. 0 elemento vedante tem a forma de uma junta tórica ou um anel tendo uma secção em forma de L. 0 elemento vedante pode ser ligado a um dos elementos de parede utilizando um adesivo ou soldadura ou por compressão ou cravagem, ou uma combinação destas. 12 0 elemento confinante pode compreender meios de vedação adicionais adaptados para assistir o acoplamento vedante entre o elemento confinante e a cápsula. A pressão de vedação que actua no acoplamento vedante pode ter uma componente radial e/ou axial relativamente ao eixo central da cápsula.

Um outro aspecto da invenção refere-se a um método para produzir uma bebida, compreendendo o método as seguintes etapas: - posicionar uma cápsula num dispositivo de produção de bebidas enquanto os meios de encerramento do dispositivo de produção de bebidas estão num estado aberto, - sendo a cápsula dotada de meios de vedação na sua superfície exterior, sendo os meios de vedação resilientes sob compressão. - transferir os meios de encerramento do estado aberto para um estado fechado definido, enquanto que, na fase final do movimento de transferência, os meios de encerramento acoplam e comprimem os meios de vedação da cápsula, - fazer um líquido sob pressão entrar na cápsula na, pelo menos uma, abertura no primeiro elemento de parede e o líquido saindo da cápsula através da, pelo menos uma, abertura no segundo elemento de parede. 0 elemento vedante da cápsula pode compensar qualquer folga entre o elemento confinante e a cápsula, quando o elemento 13 confinante está no seu estado fechado definido, folga que existiria sem o efeito de compensação do elemento vedante da cápsula.

Na fase final do movimento de transferência os meios de encerramento podem, pelo menos parcialmente, comprimir os meios de vedação da cápsula. 0 acoplamento vedante dos meios de encerramento e os meios de vedação da cápsula suportam uma pressão interna no intervalo de 2 a 20 bars, de um modo preferido, 4 a 15 bars. A designação "superfície de compressão correspondente" como utilizada aqui é, de um modo típico, uma parcela do dispositivo de produção de bebidas. Esta pode ser uma superfície do elemento confinante que é, de um modo típico, uma porção do dispositivo que cobre, pelo menos um lado da cápsula, após o encerramento do dispositivo, para envolver a cápsula. A designação "pressão interna" refere-se à pressão relativa acima da pressão atmosférica ambiente que pode ser medida na conduta de fluido do dispositivo de injecção de fluido, imediatamente antes da entrada do fluido na cápsula (mas a jusante de qualquer válvula de retenção) durante a extracção.

Outras vantagens, características e objectivos da presente invenção tornar-se-ão evidentes para o especialista na técnica ao ler a seguinte descrição pormenorizada das formas de realização da presente invenção, tomadas conjuntamente com as figuras dos desenhos anexos. 14

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 mostra uma cápsula de extracçao conhecida do documento EP-A-512470, mostra uma primeira forma de realização da presente invenção na qual uma cápsula é colocada no suporte de cápsula mas não alcançou ainda a sua posição de encerramento no dispositivo de produção de bebidas, mostra uma vista ampliada da Fig. 2, mostra a primeira forma de realização num estado em que uma cápsula alcançou a sua posição de encerramento, entre um elemento em forma de campânula e o suporte de cápsula, mostra uma vista em perspectiva de um suporte de cápsula, um elemento em forma de campânula e uma cápsula de acordo com a primeira forma de realização, numa posição em que a cápsula ainda não alcançou a sua posição de encerramento, mostra uma segunda forma de realização da presente invenção, é uma vista ampliada de um pormenor da Fig. 6. é uma vista em perspectiva da segunda forma de realização, mostra a segunda forma de realização num estado em que a cápsula alcançou a sua posição de encerramento, 15

Fig. 10 mostra uma terceira forma de realizaçao na qual o elemento vedante da cápsula faz parte da parede lateral da cápsula,

Fig. 11 é uma vista pormenorizada da Fig. 10,

Fig. 12 mostra o acoplamento vedante de acordo com a terceira forma de realização,

Fig. 13 mostra uma quarta forma de realização na qual o elemento vedante faz parte do elemento da parede superior da cápsula, e

Fig. 14 mostra a quarta forma de realização no estado final.

Com referência à Fig. 2, será agora explicada uma primeira forma de realização pormenorizada.

Note-se que, em seguida, a invenção será explicada relativamente a uma determinada concepção de uma cápsula, i. e., uma concepção de acordo com a qual a cápsula compreende um corpo de base do tipo copo e um elemento obturador de folha. Todavia, deve compreender-se que são viáveis outras concepções da cápsula, tais como, e. g. , cápsulas tendo uma forma lenticular com duas paredes essencialmente coincidentes e opostas (e. g., folhas) sendo vedadas na borda, e. g., em forma de anel. Em geral, uma cápsula de acordo com a presente invenção compreende, pelo menos, dois elementos de parede opostos que estão ligados um ao outro nas bordas para formar uma área da borda do tipo flange vedada incluindo, deste modo, um interior selado. 16

As cápsulas sao introduzidas no dispositivo de produção de bebidas estando ainda vedadas.

De forma comparável à técnica anterior, esta forma de realização mostra, igualmente, um suporte 13 de cápsula tendo elementos 12 em relevo que são concebidos para romper e perfurar um elemento 5 de folha fechando um corpo 4 de base do tipo copo da cápsula 1. Note-se que podem ser considerados outros elementos de ruptura, para lá dos elementos em relevo.

Esta ruptura do elemento de folha pode ocorrer, deste modo, assim que a pressão no interior da cápsula excede um valor limiar. Note-se que os elementos em relevo podem ter qualquer forma saliente capaz de causar uma ruptura (parcial) do elemento de folha. Apenas a titulo de exemplo, citam-se pirâmides, agulhas, bossas, cilindros, nervuras alongadas.

Numa alternativa, o elemento 5 de folha poderia ser substituído por uma parede que pudesse ser perfurada contra, pelo menos, um elemento em relevo, antes da água ser injectada na cápsula, por exemplo, em resultado do encerramento da máquina sobre a cápsula.

No interior da cápsula 1 estão contidos ingredientes 3, sendo os ingredientes 3 seleccionados de tal forma que pode ser produzida uma bebida, quando se tem um liquido a entrar na cápsula na região da parede 17 superior da cápsula 1 e, em seguida, a interagir com estes ingredientes 3. Os ingredientes preferidos são, e. g., café moido, chá ou quaisquer outros 17 ingredientes a partir dos quais uma bebida ou outros alimentos líquidos ou viscosos (e. g., sopa) possam ser produzidos. A Fig. 2 mostra um estado em que esta cápsula foi colocada (estando ainda vedada) num suporte 13 de cápsula, repousando o elemento 5 de folha no lado do elemento 12 em relevo do suporte 13 de cápsula e já estando o corpo 4 de base do tipo copo da cápsula 1, parcialmente envolvido pela parede 25 circunferencial de um elemento 9 confinante do dispositivo de produção de bebidas. 0 elemento confinante mostrado tem a forma de uma campânula. Outras formas são viáveis, sendo, em geral, adaptada a concepção dos contornos interiores (reentrância) do elemento confinante para coincidir substancialmente com os contornos da cápsula 1.

Note-se que o elemento 5 de folha, como mostrado, não é exactamente plano devido a uma sobrepressão definida no interior da cápsula, sendo a sobrepressão gerada introduzindo, e. g., um gás protector ao produzir a cápsula cheia. 0 elemento 9 (campânula) confinante compreende, além disso, uma saia 18 anular de suporte, cuja função será explicada mais tarde, uma rosca 19 externa para montar o elemento em forma de campânula num dispositivo de produção de bebidas e uma abertura 20 de entrada de água para fornecer um líquido, tal como por exemplo, água quente sob pressão para um injector 14 de água que é montado (enroscado), de forma a poder ser libertado, no elemento 9 em forma de campânula. 18

Note-se que a rosca 19 é apenas um exemplo de meios de ligação, sejam meios de ligação passíveis de serem libertados ou permanentes.

Os outros componentes do dispositivo de produção de bebidas, tais como, e. g., o mecanismo para deslocar o elemento em forma de campânula e também, eventualmente, o suporte de cápsula, são conhecidos da técnica anterior no campo das máquina espresso à base de cápsulas. 0 injector de água compreende, pelo menos, um elemento 24 de perfuração (lâmina, pino, etc.) concebido para produzir, pelo menos, uma abertura na parede 17 superior da cápsula 1 quando o suporte 13 de cápsula e o elemento 9 em forma de campânula são aproximados, e. g., por um mecanismo actuado manualmente ou automático. Um canal (não mostrado nos desenhos) atravessa o elemento 14 de perfuração, de modo a que possa ser fornecida água ao interior da cápsula 1 logo que o elemento 14 de perfuração penetre no interior da cápsula 1 (ver figura 4). A cápsula 1 compreende a referida parede 17 superior, uma parede 7 lateral e uma borda 6 do tipo flange, sendo o elemento 5 de folha selado à referida borda 6 do tipo flange, para encerrar de forma hermética o corpo 4 de base do tipo copo da cápsula 1. Mais uma vez, são possíveis outras concepções para a cápsula desde que a cápsula possa ser vedada e contenha os ingredientes mencionados. Por exemplo, a cápsula pode incluir um ou mais filtros. Um filtro inferior pode ser colocado em contacto com a superfície interior da folha 5 e/ou um filtro superior pode ser colocado, pelo menos parcialmente, em contacto com a superfície interior do corpo 4. 19

De acordo com a presente invenção, a superfície exterior da cápsula 1 apresenta um elemento 8 vedante dedicado. 0 elemento 8 vedante pode ser resiliente devido ao material utilizado e/ou devido à forma geométrica do elemento 8 vedante.

Em seguida, o elemento 8 vedante pode estar integrado na cápsula 1 ou ser uma peça separada. Neste último caso, o elemento vedante pode ser montado, de forma a poder ser libertado, no corpo 4 de base ou fixo àquele, e. g., por soldadura ou por meio de um adesivo.

No caso em que o elemento 8 vedante é uma peça separada ligada à cápsula 1, pode ser montado na cápsula como uma peça integral. De uma forma alternativa, pode ser aplicado na forma fluida ou viscosa e, em seguida, pode ser curado (e. g., polimerizado) uma vez aplicado na superfície exterior da cápsula, o que é o caso, e. g., quando se aplica silicone.

Se for utilizado um material resiliente para o elemento 8 vedante, utilizam-se, de um modo preferido, materiais de borracha elástica. A designação "borracha elástica" significa qualquer material apropriado tendo a elasticidade da borracha, incluindo mas não limitado a, elastómeros, silicones, plásticos, látex, balata ou outros. Materiais particularmente adequados são: EPDM (Monómero de Etileno-Propileno-Dieno), NBR (Acrílico: Borracha Nitrílica), TPE (Elastómero Termoplástico) ou borracha de silicone. Estes materiais têm propriedades de flexibilidade e compressibilidade particularmente boas e podem resistir a altas temperaturas sem fracturar. 20

No caso do material do elemento vedante ser o mesmo que o utilizado para a cápsula (e. g., um metal tal como alumínio ou plástico) , de um modo preferido, a natureza resiliente do elemento vedante é obtida pela forma geométrica do elemento vedante.

Na forma de realização de acordo com a Fig. 2, o elemento 8 vedante é deformável de modo resiliente devido à forma de lábio. É feito do mesmo material que a cápsula, de um modo preferido plástico. Pode ser uma parte integral do corpo 4 de base da cápsula 1. 0 bordo 8 livre flexível estende-se desde a orla exterior da borda 6 do tipo flange e está inclinado para o exterior. Na forma de realização mostrada, o lábio flexível é a borda das paredes laterais do corpo de base da cápsula, borda que está dobrada num ângulo de mais do que cerca de 9 0 graus, de um modo preferido, compreendido entre 95 e 175 graus.

Note-se que este elemento 8 vedante deformável pode ser colocado em qualquer posição sobre a cápsula 1, desde que a posição esteja adaptada para um acoplamento exterior de vedação do elemento 8 vedante e o elemento 9 confinante, entre o injector 14 de água e as perfurações no elemento 5 de folha. O elemento 8 vedante pode, igualmente, ser proporcionado na região da parede 17 superior da cápsula 1 envolvendo o injector 14 de água quando o injector 14 de água está numa posição saliente para o interior da cápsula 1. O elemento 8 vedante pode, igualmente, ser disposto para cobrir diferentes parcelas (fundo, parede lateral, borda do tipo flange) da cápsula. 21

Como pode ser visto em pormenor na Fig. 3, o elemento 9 em forma de campânula, de acordo com esta forma de realização, não compreende qualquer elemento vedante resiliente dedicado.

Todavia, o elemento em forma de campânula pode, opcionalmente, compreender igualmente um elemento vedante resiliente (adicional).

Uma superfície 15 vedante, inclinada de forma divergente, do elemento 9 em forma de campânula é concebida para cooperar com o elemento 8 vedante, deformável de modo resiliente, da cápsula 1. A inclinação da sua superfície vedante é oposta à inclinação do lábio flexível livre que constitui o elemento vedante.

Dependendo do material e da forma do elemento 8 vedante da cápsula 1, a superfície cooperante do elemento 9 em forma de campânula pode ter qualquer forma, posição e orientação que esteja adaptada para um acoplamento vedante com o elemento 8 vedante da cápsula 1. A Fig. 4 mostra o estado em que o elemento 9 em forma de campânula e o suporte 13 de cápsula são colocados em acoplamento sob pressão de encerramento e, devido à água que entra no interior da cápsula e ali desenvolve uma pressão, os elementos 12 piramidais em relevo do suporte 13 de cápsula já produziram aberturas no elemento 5 de folha da cápsula 1. 0 estado fechado mostrado na Figura 4 é um estado intrinsecamente ajustado, definido pela concepção da máquina e não pelo manuseamento do utilizador. 22

De forma a ser transferido, do estado aberto do elemento 9 confinante mostrado na Figura 2, para o estado fechado mostrado na Figura 4, o elemento confinante sofreu um deslocamento relativo, essencialmente linear, relativamente à cápsula 1. Na presente forma de realização assume-se que a cápsula 1 não efectua qualquer deslocamento e permanece no lugar durante o processo de encerramento. Todavia, de uma forma alternativa, ou adicionalmente ao deslocamento do elemento 9 confinante, a cápsula 1 pode, igualmente, efectuar um movimento essencialmente linear.

No exemplo mostrado, a cápsula 1 não roda relativamente ao elemento 9 confinante.

Após a inserção da cápsula, o elemento 24 em forma de lâmina do injector 14 de água criou uma perfuração 16 na parede 17 superior da cápsula 1. Quando uma pressão suficiente de líquido se tiver desenvolvido no interior da cápsula, a bebida produzida a partir dos ingredientes contidos na cápsula pode ser descarregada em pequenos interstícios entre os elementos 12 em relevo e o elemento 5 de folha envolvente.

No estado mostrado na Fig. 4, o elemento 8 vedante deformável de modo resiliente da cápsula 1, i. e., o bordo flexível, é comprimido contra a correspondente superfície 15 vedante inclinada do elemento 9 confinante. A saia 18 de suporte anular cobre agora a extremidade da borda 6 do tipo flange da cápsula 1 para garantir que o elemento 8 vedante e a cápsula, como tal, permanecem em posição quando a superfície 15 vedante do elemento em forma de campânula exercer uma determinada força de pressão no elemento 8 vedante. 23

Na realidade, o elemento 8 vedante em forma de lábio representa um exemplo de uma construção para proporcionar um acoplamento de vedação auto-clave. A água proveniente do injector de água será pressurizada no interior do interstício entre o exterior da cápsula e o elemento confinante e chegará, eventualmente, ao elemento vedante em forma de lábio. 0 elemento vedante em forma de lábio bloqueará o escoamento de água, visto que está comprimido contra a superfície vedante do elemento anular. Este efeito de bloqueio conduzirá ao aumento da pressão no lado de montante do elemento vedante, o que, por sua vez, conduzirá ao elemento vedante ser pressionado, ainda mais fortemente, contra a superfície vedante e, deste modo, a um acoplamento vedante que é mais forte quanto mais elevada for a pressão no acoplamento vedante.

Na forma de realização da Fig. 5, são proporcionados sulcos 22 na circunferência do suporte 13 de cápsula, sulcos 22 que actuam para evacuar a água que se poderia depositar ou acumular na superfície superior do suporte 13 de cápsula, ou gotejar para fora da cápsula antes que a cápsula fosse removida.

Deste modo, quando visualizado numa vista lateral como, e. g., na Figura 5, o elemento 9 confinante pode apresentar ondulações circunferenciais, sendo os sulcos apenas um exemplo. 0 elemento vedante é concebido para compensar/preencher estas ondulações no estado fechado do elemento 9 confinante. Todavia, e. g., devido a tolerâncias de fabrico, desalinhamentos, desgaste ou fadiga das peças do dispositivo de produção de bebidas, mesmo sem ondulações expressamente 24 previstas, existe sempre um risco de folga e/ou aperto insuficiente do acoplamento vedante entre a cápsula 1 e o elemento 9 confinante. De acordo com a presente invenção, o elemento vedante é suficientemente comprimido de modo a compensar qualquer folga prevista e/ou imprevista que, de outra forma, poderia existir.

Quando visto numa vista em corte radial como, e. g., na Figura 4, o contorno da borda do elemento 9 confinante, i. e., a superfície de compressão, não apresenta ondulações radiais. A secção radial da superfície de compressão apresenta, em vez disso, secções lineares e/ou troncocónicas ou sua uma combinação. Deste modo, a superfície de compressão de acordo com a presente invenção está concebida para comprimir ou deslocar ligeiramente o elemento vedante. A Fig. 6 mostra uma forma de realização que corresponde, essencialmente, a uma variante da primeira forma de realização da Fig. 2. 0 elemento 8 vedante, de acordo com esta forma de realização, é compressível e/ou deslocável (i. e., pode "fluir" ligeiramente quando comprimido pelo elemento confinante). Cobre uma parcela da parede 7 lateral e a área entre a extremidade exterior da borda 6 do tipo flange da cápsula 1 e a referida parede 7 lateral. (0 elemento vedante pode, igualmente, cobrir apenas uma parcela da parede 7 lateral do corpo 4 de base da cápsula 1.) 0 elemento 8 vedante, de acordo com esta forma de realização, tem uma secção não simétrica, i. e., em forma de L.

De uma forma alternativa, o elemento 8 vedante pode ter outras formas, tais como, e. g., uma película aplicada à cápsula, uma junta tórica, etc. 25

Quando a cápsula 1 está numa posição como mostrada na Fig. 4 e, em seguida, após ter terminado o processo de produção da bebida, o suporte 13 é aberto, existe um risco de que a cápsula 1, em vez de cair, permaneça sugada no elemento 9 em forma de campânula devido a um "efeito de vácuo". Como mostrado na Fig. 8 a invenção propõe-se proporcionar um mecanismo que assegure que o acoplamento vedante entre a cápsula 1 e elemento 9 em forma de campânula apenas esteja presente enquanto o elemento 9 em forma de campânula estiver acoplado contra o suporte 13 de cápsula, mas seja automaticamente libertado de forma a que o ar possa entrar no espaço entre a parede 17 superior e as paredes laterais 7 da cápsula 1 e a parede interior do elemento 9 em forma de campânula, respectivamente.

Como pode ser visto a partir da Fig. 8, em especial no caso do elemento 8 vedante cobrir uma parcela das paredes laterais 7 da cápsula 1, a superfície frontal anular do elemento 9 em forma de campânula pode ser dotada de sulcos 21 que actuam como passagem de entrada de ar para fornecer ar. Os sulcos permitem a entrada de ar assim que a força compressiva entre o elemento 9 em forma de campânula e o suporte 13 de cápsula é aliviada. 0 ar flui, deste modo, para este espaço e será mais fácil para o utilizador remover a cápsula 1. Eventualmente, a cápsula 1 até cairá automaticamente do elemento 9 em forma de campânula. A Fig. 9 mostra o estado da segunda forma de realização na qual a superfície 23 frontal do elemento 9 em forma de campânula está em acoplamento vedante com o elemento 8 vedante da cápsula 1. 26

As Figuras 10 a 12 mostram uma terceira forma de realização da presente invenção na qual a natureza resiliente do elemento vedante é devida à forma geométrica da própria cápsula. Na forma de realização descrita, o elemento vedante tem a forma de um degrau 26, i. e., um aumento súbito do diâmetro da parede 7 lateral da cápsula 1. Note-se que a forma geométrica não está limitada ao degrau mostrado e outras formas são viáveis desde que assegurem uma natureza resiliente ou, pelo menos, deformável, do elemento vedante. O elemento 26 de vedação do tipo degrau, de acordo com esta forma de realização, é apenas um exemplo de um elemento vedante oco (em contraste, e. g., com o elemento 8 vedante "maciço" de acordo com a segunda forma de realização, figuras 6 a 9). Quando a resiliência do elemento vedante é assegurada pela forma geométrica, ocorre habitualmente uma deflexão do elemento vedante (aqui: deformação do degrau para dentro e para baixo). Por outro lado, quando a natureza resiliente é devida ao material utilizado e é utilizado um elemento de vedação "maciço", ocorre habitualmente uma compressão e/ou deslocamento do material. A superfície 15 vedante de acordo com esta forma de realização é inclinada. Deste modo, a pressão de vedação tem uma primeira componente que é orientada radialmente para dentro e uma outra componente que é orientada axialmente (para baixo na figura 12).

Como pode ser visto especialmente a partir da figura 12, o elemento 5 de folha pode ser enrolado (ver referência 27) sobre a borda da cápsula. 27 A Fig. 13 e a Fig. 14 mostram uma quarta forma de realização na qual o elemento vedante é uma junta 11 tórica. A junta tórica é disposta geometricamente e, de um modo preferido, fixada à parede 17 superior da cápsula 1. Isto é apenas um exemplo de como proporcionar um elemento vedante no exterior da cápsula 1, no lado em frente do injector de água e que será perfurado de modo a criar entradas de água nas cápsulas 1. A junta 11 tórica é posicionada para envolver perifericamente a área na qual o injector 14 de água perfura a parede 17 superior da cápsula 1. 0 elemento 11 de vedação é comprimido, deste modo, pelo fundo 28 do elemento 9 confinante e (ver figura 14) fixado no lugar pela extremidade superior da parede 25 lateral circunferencial do elemento 9 confinante.

Note-se que o fundo 28 pode ser substancialmente horizontal ou inclinado, para garantir uma relação suficientemente hermética com o elemento 11 de vedação quando a cápsula estiver totalmente acoplada no elemento 9 confinante, ao encerrar o dispositivo.

Como uma alternativa à junta 11 tórica, igualmente um elemento vedante deformável do tipo lábio (e. g., comparável ao bordo 8 de acordo com a primeira forma de realização, ver figura 2) pode ser colocado saliente da parede 17 superior da cápsula 1, i. e., a parede em frente do injector 14 de água.

Em qualquer caso, o fundo 28 exercerá uma força de compressão axial sobre o elemento 11 de vedação. 28

No caso de, e. g., ser colocada uma junta tórica na parede 7 lateral da cápsula 1, a componente radial da força de compressão prevalecerá. NESTEC S.A. "Cápsula com meios de vedação"

Lista de números de referência: 1 cápsula 2 dispositivo de produção de bebidas ("máquina de café") 3 ingredientes 4 Primeiro elemento de parede (e. g. , cápsula com corpo de base do tipo copo) 5 Segundo elemento de parede (e. g., elemento de folha) 6 borda do tipo flange 7 parede lateral do corpo de base 8 elemento vedante 9 elemento confinante (e. g., elemento em forma de campânula) 10 área de transição 11 junta tórica 12 elementos em relevo 13 suporte de cápsula 14 injector de água 15 superfície vedante do elemento confinante (campânula) 16 perfuração na primeira parede (e. g., inferior) da cápsula 17 Parede superior da cápsula 18 anel de suporte anular do elemento confinante (campânula) 19 rosca para montar o elemento confinante (campânula) 29 20 abertura de entrada de água do elemento confinante (campânula) 21 sulcos na superfície frontal anular do elemento confinante (campânula) 22 sulcos num anel de suporte do suporte de cápsula 23 superfície frontal anular do elemento confinante (campânula) 24 elemento de perfuração (lâmina) do injector de água 25 parede circunferencial do elemento confinante (campânula) 26 elemento vedante em degrau 27 Enrolamento do elemento de folha 28 Parede inferior do elemento confinante

Lisboa, 23 de Janeiro de 2009 30

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de produção de bebidas compreendendo: - um dispositivo de produção de bebidas à base de cápsulas, e - uma cápsula contendo ingredientes de bebida e compreendendo um elemento (8, 11, 26) vedante associado a esta; compreendendo a cápsula um corpo de base tipo copo e um elemento de folha, em que o dispositivo (2) de produção de bebidas está dotado com: - meios para injectar um líquido sob pressão na cápsula (1) - meios para descarregar uma bebida da cápsula (1), e - um elemento (9) confinante para acoplar a cápsula num estado fechado; em que o elemento (8, 11, 26) vedante é comprimido quando acoplado pelo elemento (9) confinante no estado fechado; em que o elemento (9) confinante pode ser transferido de um estado aberto para um estado fechado definido, no qual o elemento (9) confinante acopla a cápsula (1) numa configuração 1 estanque aos fluidos eficaz em que o elemento vedante compensa a folga entre o elemento confinante e a cápsula (1); folga que existiria sem o elemento vedante da cápsula (1), quando o elemento (9) confinante estivesse na sua posição fechada definida e em que o dispositivo compreende um suporte (13) de cápsula tendo elementos (12) em relevo que são concebidos para romper o elemento (5) de folha da cápsula, assim que a pressão exceda um valor limiar.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento vedante ser resiliente sob compressão quando é acoplado pelo elemento (9) confinante no estado fechado.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o elemento vedante resistir com eficácia a uma pressão interna de, pelo menos, 5 bar.
4. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o elemento vedante resistir com eficácia a uma pressão interna de, pelo menos, 10 bar.
5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento (9) confinante estar disposto de tal modo que, na fase final do seu movimento de transferência do seu estado aberto para o seu estado fechado, realiza um movimento relativo essencialmente axial, relativamente à cápsula, sem uma rotação relativa da cápsula (1).
6. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento confinante estar 2 disposto, relativamente à cápsula, de tal modo que, durante o movimento de transferência do estado aberto para o estado fechado, a cápsula (1) permanece, essencialmente, no lugar.
7. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento (8, 11, 26) vedante estar disposto para exercer uma força de impulso contra uma superfície de compressão correspondente do dispositivo de produção de bebidas.
8. Sistema de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por a superfície de compressão ter um contorno linear e/ou troncocónico quando visualizada numa vista em corte radial (Fig. 6).
9. Sistema de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por a superfície de compressão ter um contorno não linear quando vista numa visualizada lateral (Fig. 8).
10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o contorno da superfície de compressão estar dotado com ondulações.
11. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento (8, 11) vedante ser feito de um material de borracha elástica.
12. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento (8, 26) vedante ser feito do material constituinte da cápsula (1). 3
13. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a cápsula ser constituída por um primeiro e um segundo elemento de parede que estão ligados um ao outro, de uma forma hermética, numa área da borda do tipo flange, de forma a criar um interior selado para os ingredientes.
14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o elemento (8) vedante ser proporcionado, pelo menos, na área (10) de transição da borda (6) tipo flange e de um dos elementos de parede.
15. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o elemento (8, 11) vedante ser proporcionado numa parede entre a borda tipo flange e a posição na cápsula onde o injector de água é introduzido.
16. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o elemento (8) vedante estar presente na borda (6) tipo flange e numa parcela de uma parede (7) lateral do corpo (4) de base.
17. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o elemento (8, 26) vedante ser uma parte integrante de um dos elementos (4, 5) de parede.
18. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o elemento (8, 11) vedante estar separado dos elementos (4, 5) de parede. 4
19. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento (8, 11) vedante ter a forma uma junta (11) tórica ou um anel (8) tendo uma secção em forma de L.
20. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 ou 19, caracterizado por o elemento (8, 11) vedante ser unido a um dos elementos (4, 5) de parede utilizando um adesivo ou por soldadura ou por compressão, ou cravagem, ou uma sua combinação.
21. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o acoplamento vedante apenas ser eficaz enquanto o elemento (9) confinante exercer uma pressão mínima na cápsula (1), mas ser automaticamente libertado, assim que a pressão cair abaixo da referida pressão mínima.
22. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por serem proporcionados sulcos (21) na circunferência do elemento (9) confinante, sulcos (21) que actuam como passagens de entrada de ar, para fornecer ar através destes sulcos (21) e através do acoplamento vedante libertado entre a cápsula (1) e o elemento (9) confinante.
23. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento (9) confinante compreender meios de vedação adicionais adaptados para assistir o acoplamento vedante entre o elemento (9) confinante e a cápsula (1). 5
24. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a pressão de vedação que actua no acoplamento vedante ter uma componente radial e/ou axial relativamente ao eixo central da cápsula (1).
25. Método para produzir uma bebida, compreendendo o método as seguintes etapas: - posicionar uma cápsula (1) compreendendo um corpo de base tipo copo e um elemento (5) de folha, num dispositivo de produção de bebidas, enquanto meios de encerramento do dispositivo de produção de bebidas estão num estado aberto, compreendendo a cápsula um elemento (8) vedante associado a si, sendo os meios de vedação compressíveis, em que o método compreende ainda: - transferir os meios de encerramento do estado aberto para um estado fechado definido, enquanto na fase final do movimento de transferência os meios de encerramento acoplam e impelem os meios de vedação da cápsula, em que o elemento vedante da cápsula (1) compensa a folga entre o elemento (9) confinante e a cápsula (1), quando o elemento (9) confinante está no seu estado fechado definido, folga que existiria sem o efeito de compensação do elemento (8) vedante da cápsula (1), - fazer com que um liquido sob pressão entre na cápsula (1) na, pelo menos uma, abertura no primeiro elemento (4) de parede, rompendo o elemento (5) de folha através de 6 elementos (12) em relevo, quando a pressão no interior da cápsula exceder um valor limiar e fazer com que o liquido deixe a cápsula (1) através de, pelo menos uma, abertura no segundo elemento (5) de parede.
26. Método de acordo com a reivindicação 25, em que o elemento vedante é resiliente sob compressão quando está acoplado pelo elemento (9) confinante no estado fechado.
27. Método de acordo com a reivindicação 25 ou 26, em que a abertura no primeiro elemento (4) de parede está separada da abertura no segundo elemento (5) de parede por um acoplamento de vedação estanque à pressão de um elemento do dispositivo de produção de bebidas e um elemento (8, 11, 26) vedante da cápsula (1), de tal forma que o liquido apenas pode fluir através da cápsula (1), mas não no exterior da cápsula (1).
28. Método de acordo com qualquer das reivindicações 25 a 27, em que, na fase final do movimento de transferência, o elemento (9) confinante comprime os meios de vedação da cápsula, pelo menos parcialmente.
29. Método de acordo com qualquer das reivindicações 25 a 28, em que o acoplamento vedante do elemento (9) confinante e os meios de vedação da cápsula suportam uma pressão no intervalo de 2 a 20 bars, de um modo preferido 4 a 15 bars.
30. Método de acordo com qualquer das reivindicações 25 a 29, em que o acoplamento de vedação estanque à pressão é causado pelo elemento (8, 11, 26) vedante da cápsula (1) e este 7 acoplamento cápsula (1) vedante nao está presente quando se util sem este elemento (8, 11, 26) vedante. iza uma Lisboa, 23 de Janeiro de 2009 8