PT98456B - Processo para a extraccao de capsulas fechadas e dispositivo para a sua realizacao - Google Patents
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Description
complexidade e o preço da cápsula, visto que as matérias utilizadas devem ser tratadas de modo muito preciso para que a abertura seja correcta e reproduzível,
Outras são utilizadas segundo um processo pelo qual, numa primeira fase, são criadas por acção mecânica zonas menos resistentes na membrana inferior e em seguida, numa segunda fase, a abertura da cápsula faz-se sob a acção da pressão de água injectada, por ruptura das zonas menos resistentes .
Um tal processo descrito nas patentes FR 1537031 e FR 2033190, apresenta numerosas desvantagens.
Em primeiro lugar é difícil de realizar porque as faces superiores e inferiores da cavidade do dispositivo destinado a receber a cápsula estão munidas de um grande número de saliências e orifícios.
Além disso, este processo não pode ser fiável e reproduzível porque é impossível realizar, sob o efeito da pressão de água, todas as aberturas desejadas. Com efeito, logo que se obtenham urna ou várias aberturas a pressão desce bruscamente dentro da cápsula visto que o líquido se pode escoar.
Como consequência, o número e a posição das aberturas são aleatórias, Esta situação pode originar uma má extracção do leito da substância porque, com o filtro colocado contra a face inferior, a drenagem deste não está assegurada sobre toda a sua superfície. A extracção fica incompleta e heterogénia (zonas com passagens preferenciais e zonas mal irrigadas e drenadas).
Além disso, um tal procedimento não está correcto no plano da higiene. Com efeito, devido ao grande 2
numero de orifícios para a passagem da água e à temperatura elevada do dispositivo, devem efectuar-se infalivelmente depósitos de matérias orgânicas,
Finalmente, este processo pode ser sensível à colrriatagem visto que os depósitos sucessivos de matérias ogânicas no grande número de pequenos orifícios podem contribuir para uma obstrução progressiva destes. Nestas condições, a qualidade e a regularidade das extracções encontrar-se-ão ainda mais afectadas.
Por fim, este processo é utilizado com cápsulas que contêm uma substância de base pulverolenta ou líquida. No oaso do café, apenas se pode utilizar café solúvel, que é dissolvido pela água ou um café líquido concentrado antes de ser diluído pela água. 0 objeotivo da presente invenção é de realizar um processo e um dispositivo segundo os quais todos os ingredientes acima mencionados sejam eliminados e utilizáveis, no caso de uma extracção de café moído, sob pressão, a partir de uma cápsula compreendendo uma face superior e uma face inferior sobre a qual assenta um filtro. A invenção refere-se a um processo segundo o qual se injecta pela faoe superior da cápsula uma mistura de água e ar a uma pressão compreendida entre 1 e 10 bar, de modo a distanciar a face inferior do filtro para favorecer um bom escoamento através de toda a superfície do referido filtro, assentando a referida face inferior pelo seu contorno sobre uma orla e ficando, no momento da sua deformação, em contacto com um punção central fixo contra o qual ela se rompe, para permitir em seguida a evacuação do líquido sob uma pressão compreendida entre 2 e 20 bar. A face inferior permite a formação de uma câmara acumuladora do extracto por deformação plástica sob o • efeito da pressão do fluído de extracção. A face inferior 3
rasga-s© em seguida ao atingir a sua tensão de ruptura. A extracçao pode depois iniciar-se, escoando-se o líquido através da abertura. A pressão aumenta dentro da cápsula acima do filtro sob o efeito da perda de carga do fluído que circula através do leito da substância. 0 filtro pode deformar-se de modo elástico ou plástico, mas, em nenhum caso, se deforma do mesmo modo que a membrana se deformou inicialmente. 0 processo de extracção de cápsulas de acordo com a invenção é perfeitamente reproduzível. Com efeito, podendo a pressão de abertura da face inferior (compreendida entre 1 e 10 bar, de preferência 2,5) ser inferior à pressão de extracçao (compreendida entre 2 e 20 bar, de preferência entre 8 e 15 bar), a face inferior será sempre correctamente deformada e aberta de modo a criar uma câmara acumuladora e de evacuação do extracto de café, favorecendo assim uma boa extracçao. A cápsula utilizada para a realização do processo de acordo com a invenção tem uma forma tronco-cónica com um diâmetro compreendido entre 2,5 e 6 cm e uma espessura do leito de café compreendida entre 10 e 25 mm. A cápsula é de preferência em alumínio ou em plástico. Com o fim de diminuir a espessura da parede do filtro, no momento da extracçao, proporcionaram-se saliências radiais è volta do punção central fixo.
Sob o efeito da pressão, a face inferior e o filtro encostam-se contra estas saliências radiais. A superfície do filtro que se pode deformar livremente sob a pressão encontra-se reduzida e limita-se a sectores do círculo e não à superfície total. Por outro lado, a deformação permanente destes sectores do círculo cria, no sítio das saliências radiais, uma estrutura de reforço do filtro (excrecências) que tem por finalidade aumentar o momento de inércia do filtro, conferindo-lhe uma melhor resistência mecânica, e daí a possibilidade de reduzir a respectiva espessura, sem no entanto conduzir a um rasgamento da sua estrutura. Este filtro 4
tem uma espessura compreendida entre 100 e 300 Mm se a cápsula fôr em alumínio e entre 300 e 1000 Mm se fôr em plástico.
Nesta cápsula para extrair, como o leito de café não é muito espesso, é preferível injectar a água sob a parede superior da cápsula no sentido ascendente, de modo a molhar bem todo o leito de café, por exemplo com o dispositivo objectivo do pedido de patente europeia apresentado pela requerente no mesmo dia da presente invenção, sob o título "Dispositivo para a extracção de cápsulas fechadas".
Antes do início da extracção, o punção central fixo encontra-se sob a parede inferior da cápsula a extrair a uma distância compreendida entre 0 e 5 mm, de preferência de 2 a 3 mm da referida face inferior. A invenção refere-se além disso, a um dispositivo para a realização do processo da invenção, que compreende um órgão de injecção de água, um sistema de fixação com dois rebordos de aperto coaxiais com o órgão de injecção de água e um porta-cápsulas com duas linguetas de aperto diametralmente opostas, destinadas a serem ligadas contra os rebordos de aperto do sistema de fixação, compreendendo o referido porta-cápsulas uma cavidade de forma sensivelmente cilíndrica com uma orla inferior periférica para a cápsula a extrair e sob esta cavidade um punção central fixo.
Por sensivelmente cilíndrico, compreende-se também uma forma tronco-cónica. A orla inferior periférica tem uma largura compreendida entre 1 e 4 mm. A função desta orla é servir de apoio para a periferia da cápsula a extrair de modo que este filtro suporte bem o aumento de pressão e assegure bem a sua função durante toda a extracção.
Numa segunda forma de realização, o dispositivo de acordo com a invenção compreende ainda uma peça anular com uma cavidade interior cuja forma se adapta sensivelmente à - 5 -
forma exterior da cápsula a extrair e um contorno exterior sobre o qual o porta-cápsulas se liga. A cavidade do porta-cápsulas é muito variável, segundo o tamanho da cápsula a extrair.
Na primeira forma de realização do dispositivo de acordo com a invenção, a cápsula a extrair tem uma face superior de diâmetro maior do que a face inferior e numa segunda forma de realização é o inverso, ou seja, a cápsula tem uma face inferior de maior diâmetro do que a face superior. A extracção da referida cápsula desenrola-se de acordo com as sequências e condições seguintes: - colocação do dispositivo de extracção, fecho do porta-cápsulas, efectuando-se o estancamento por esmagamento da orla circular superior da cápsula entre o rebordo superior do porta-cápsulas e o dispositivo de extracção - perfuração da cápsula - irijecção de água na parte superior da cápsula - sob o efeito da pressão de água, deformação plástica da face inferior até à respectiva tensão de ruptura, originando uma abertura desta. - deformação plástica do filtro sob o efeito da pressão hidrostática provocada pela perda de carga do leito da substância contida na cápsula e do filtro, deformação menos pronunciada que a da face inferior de modo a manter uma câmara acumuladora e não atingindo o ponto de ruptura apesar de uma pressão que pode ser mais elevada do que a precedente que originou a abertura da face inferior, 6
0 punção central fixo é um elemento do tipo colíndrico ou cilindro-cónico (secção circular ou oval), colocado sob a cápsula, originando uma concentração de tensão local da face inferior e favorecendo uma abertura perfeitamente adequada da face inferior da cápsula, Este punção tem um diâmetro compreendido entre 2 e 10 mm. 0 punção tem uma função dupla, por um lado de abertura da cápsula e por outro lado de suporte do filtro. Devido à sua presença no centro do dispositivo de extracção, o punção assegura um rápido apoio complementar do filtro, reduzindo assim a sua deformação, o que permite reduzir a sua espessura. A espessura do filtro é escolhida de modo que este venha apoiar-se sobre o punção sem se rasgar. O filtro tem normalmente uma espessura compreendida entre 100 e 1000 Mm e é soldado pela sua periferia sobre a face inferior da cápsula.
Como atrás referido, para limitar a espessura do filtro, o porta-cápsulas compreeende sob a cavidade saliências radiais è volta do punção central fixo. Estas são em nCumero de 3 a 8, variando a sua espessura entre 0,5 e 2 mm e sendo a sua forma arredondada para não rasgar o conjunto filtro-parede inferior. De modo a assegurar um bom escoamento do extracto de café, a aresta superior das saliências radiais faz um ângulo com a horizontal compreendido entre 5 e 20°. A cápsula utilizada de acordo com a invenção pode ter um filtro colocado, soldado ou engastado na face i nferior. A continuação da descrição é feita com referência aos desenhos nos quais as figuras representam:
Fig. 1 uma representação esquemática da cápsula a extrair,
Fig. 2 um corte da cápsula dentro do dispositivo de extracção de acordo com a invenção, - 7 -
um corte de acordo com a Fig, 2, durante a extracçao propriamente dita,
Fig. 4 Fig. 5 um corte de acordo com a linha 4-4 da Fig. 3 e um corte do dispositivo de acordo com a invenção numa segunda forma de realização. A cápsula (1) compreende um recipiente (2) de forma tronco-cónica no qual está soldado um filtro (4). Sobre o filtro, dispõe-se o café moído e torrado (5) a extrair. Fecha-se a cápsula com um opérculo (3) formando a face superior, e a face inferior (16) da cápsula não fica em contacto directo com o filtro. (4).
Dispõe-se a cápsula (1) dentro do sistema de extracçâo (6) que compreende um órgão de injecção de água (7), um sistema de fixação (8) com rebordos de aperto (9) e um porta-cápsulas (10) com duas linguetas de aperto (11), que se coloca sobre os rebordos (9). 0 porta-cápsulas compreende uma cavidade para a cápsula com uma orla inferior periférica (25) e sob esta cavidade um punção central fixo (12) e saliências radiais (13) suportando a face inferior (16) e o filtro (4) da cápsula a extrair. 0 manipulo (14) permite um manuseamento facilitado do porta-cápsulas, A Fig. 2 mostra a cápsula e o dispositivo de extracçâo antes da injecção de água. A Fig. 3 mostra a extracçâo propriamente dita. A Fig. 2 mostra bem o ângulo oc que fazem as saliências com a horizontal. A água entra pelos orifícios (15) do órgão de injecção de água e molha todo o leito de café (5). Sob o efeito da pressão de água, a face inferior (16) da cápsula deforma-se e vem apoiar-se contra o punção central (12). A parede rasga-se no momento em que atinge a sua tensão de ruptura. O filtro deforma-se igualmente, mas tem uma tal espessura que não se rasga. A extracçâo propriamente dita pode . em seguida começar. 0 líquido escoa-se através dos orifícios • de acordo com as setas A, através dos orifícios de escoamento 8
(21) e a pressão aumenta dentro da cápsula. Recolhe-se a bebida num recipiente (não representado). Chega a extrair-se uma cápsula por minuto e obtém-se uma bebida com todas as características de um café expresso. Nas figuras, representou-se um porta-cápsulas com 4 arestas radiais, como se verifica mais particularmente na Fig. 4.
Em relação à Fig. 5, os mesmos números de referência foram afectados aos mesmos elementos que os da Fig. 2. A cápsula (20) contendo o café (5) a extrair difere no sentido em que a sua face inferior tem um diâmetro mais elevado do que a face superior. 0 dispositivo compreende além disso uma peça anular (22) com uma cavidade interior na qual se coloca uma cápsula (20) e um contorno exterior ao qual se liga o porta-cápsulas (10). Quanto ao resto, o processo de extracção da cápsula permanece o mesmo que para as Figs. 2 e 3, 0 estancamento de extracção da cápsula é assegurado pela compressão dos rebordos da cápsula entre o porta-cápsulas e o sistema de extracção. 9
R E.......1„J„......I.......N.......ELI.......Ç......A..,..,ç.......Õ.....E......S - 1â -
Processo para a extracção de uma cápsula fechada contendo café torrado e moído, tendo a referida cápsula sensivelmente a forma de um tronco de cone ou de um tronco de cone invertido, compreendendo uma face superior e uma face inferior sobre a qual é colocado um filtro, caracte-rizado por se injectar sob a face superior da referida cápsula uma mistura de água e ar a uma pressão compreendida entre 1 e 10 bar, de modo a distanciar a face inferior do filtro para favorecer um bom escoamento através de toda a superfície do referido filtro, assentando a referida face inferior pelo seu contorno sobre uma orla e ficando, no momento da sua deformação, em contacto com um punção central fixo contra o qual ela se rompe, para permitir em seguida a evacuação do líquido sob uma pressão compreendida entre 2 e 20 bar. - 2â -
Processo de acordo com a reivindicação i, caracterizado por se efectuar a extracção numa cápsula com um leito de café de uma espessura compreendida entre 10 e 25 mm. - 3â -
Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 e 2, caracterizado por no momento da extracção a face inferior e o filtro se apoiarem sobre saliências radiais à volta do punção central fixo. - 4ã -
Processo de acordo com qualquer das reivindicações de 1 a 3, caracterizado por se injectar água sob a face . superior em sentido ascendente, de modo a molhar bem todo o * leito de café. 10
Claims (2)
- - sa - Processo de acordo com qualquer das reivindicações de 1 a 4, caracterizado por este punção central se encontrar, antes da deformação da face inferior da cápsula, a uma distância compreendida entre 0 e 5 mm da referida face. ~6ã~ Dispositivo para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações de 1 a 5, compreendendo um órgão de injecção de água, um sistema de fixação com dois rebordos de aperto coaxiais com o órgão de injecção de água e um porta-cápsulas com duas linguetas de aperto diametralmente opostas e destinadas a serem ligadas aos rebordos de aperto do sistema de fixação, caracterizado por o porta-cápsulas compreender uma cavidade de forma sensivelmente cilíndrica com uma orla inferior periférica para a cápsula a extrair e sob esta cavidade um punção central fixo. - 7S - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender além disso uma peça anular com uma cavidade interior cuja forma se adapta sensivelmente à forma exterior da cápsula a extrair e um contorno exterior sobre o qual se liga o porta-cápsulas. - 8i - Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 6 ou 7, caracterizado por o porta-cápsulas compreender, sob a cavidade, saliências radiais à volta do punção central fixo. - 11 - dicações 6 Dispositivo de acordo com qualquer das reivin-a 8, caracterizado por o punção central fixo ter uma secção circular ou oval e um diâmetro compreendido entre 2 e 10 mm. - 10â - dicações 6 Dispositivo de acordo com qualquer das reivin-a 9, caracterizado por compreender entre 3 e 8 saliências radiai s. - 11 â - Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por as saliências terem uma espessura compreen- dida entre 0,5 e 2 mm. - 12â - dicações 6 Dispositivo de acordo com qualquer das reivin-a 11, caracterizado por a aresta superior das saliências radiais fazer um ângulo com a horizontal compreen- dido entre 5 e 20°. de patente A requerente reivindica a prioridade do pedido europeia apresentado em 27 de Julho de 1990, sob o nQ 90114401.4. Lisboa, 26 de Julho de 1991 12£.......Ε......S......U......Μ......,0 .......PARA......A.......E..XTRAC.ÇÃQ.......DE.......CÁPSULAS.......FECHADAS.......E........DISPOSITIVO PARA.......(A.......SUA.......REALIZAÇÃO" A invenção refere-se a um dispositivo que compreende um órgão de injecção de água (7), um sistema de fixação (8) com dois rebordos (9) de aperto coaxiais com o órgão de injecção de água e um porta-cápsulas (10) com duas linguetas de aperto (11) diametralmente opostas e destinadas a serem ligadas aos rebordos de aperto do sistema de fixação, compreendendo o porta-cápsulas uma cavidade de forma sensivelmente cilíndrica com uma orla inferior periférica (25) para a cápsula a extrair e sob esta cavidade um punção central fixo (12). Fig. 2FIGURA
- 2 PL. 1/4FIGURE 1
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