PT98460B - Processo para a extraccao de cartuchos abertos de cafe cartucho de cafe e dispositivo de extraccao para a realizacao do processo - Google Patents

Description

A presente invenção refere-se a um processo para a extracçâo de cartuchos abertos de café assim como a um cartucho de café e um dispositivo de extracçâo para a realização do processo.

A invenção refere-se mais particularmente à extracçâo, por Injeoção de água quente sob pressão, de um café torrado moído·oontido num cartucho tendo sensivelmente a forma de um tronco de cone.

A utilização de cartuchos de café, sobretudo no domínio dos cafés tipo expresso extraídos sob pressão, é motivada por várias razões: higiene, conservação óptima do café, facilidade de utilização, melhor nível da qualidade do café obtido e boa reprodutibilidade das condições de extracção.

Os cartuchos fechados, que se abrem sob o efeito da pressão de água injectada respondem a estas exigências.

São também conhecidos, por exemplo pelo documento EP 292 556, cartuchos que apresentam zonas menos resistentes que se rasgam preferivelmente sob o efeito da pressão.

Esta solução apresenta a desvantagem de aumentar a complexidade e o preço do cartucho, visto que as matérias utilizadas devem ser tratadas de modo muito preciso a fim de permitir realizar uma abertura simultaneamente correcta e reproduzível.

É conhecido além disso, ainda pelo documento EP 242 556, um dispositivo de extracção, utilizando cartuchos do tipo acima descrito e que oompreenden um corpo cilíndrico ôco com uma forma interior tomando sensivelmente a forma exterior do cartucho a extrair, compreendendo o referido corpo na sua parte superior a seguir ao eixo do referido cilindro um órgão de injecção e sobre a sua parte exterior uma mola suportando um anel para a separação do cartucho no fim da extracção. Um tal dispositivo permite obter um oafé de boa qualidade, mas é apenas utilizável com um só tipo e uma forma de cartucho perfeitamente adaptável à forma interior do cilindro ôco.

objeotivo da presente invenção é permitir uma extracção de oafé a partir de um cartucho contendo café torrado moído que dispensa a necessidade de ter uma zona menos resistente.

Um outro objeotivo da invenção é propor um cartucho de café que permite realizar o processo de acordo com a invenção.

Um último objeotivo da invenção é propor um dispositivo de extracção funcionando segundo o processo de acordo com a invenção e que permite utilizar cartuchos de formas diferentes.

A presente invenção tem portanto por objectivo um processo para a extracção de um cartucho aberto contendo café torrado moído, compreendendo o referido cartucho uma face superior munida de um cordão circular e uma face inferior munida de um filtro, no qual se injecta uma mistura de água e ar sob pressão por um órgão de injecção rodeado de um superfície de estancamento, que perfura a face superior do cartucho, ficando o estancamento no momento da extracção assegurado pela compressão do cordão circular do cartucho contra a superfície de estancamento à volta do órgão de injecção, sendo a injecção da mistura de água e ar realizada no interior do cartucho alguns milímetros abaixe da face superior deste, e segundo uma direcção ascendente.

Por cartucho aberto entende-se um cartucho que não é estanque ao ar exterior e que deve portanto, se necessitar de ser armazenado durante um período de tempo bastante longo, ser embalado num saco individual estanque ou revestido ao nível das aberturas por uma película removível.

Graças a este processo de extracção no qual o líquido de extracção é injeotado no sentido ascendente, é possível, antes das primeiras gotas se escoarem do cartucho, obter uma molha perfeita do leito de café, o que permite assim poder realmente extrair sob pressão e, por outro lado, evitar o aparecimento de caminhos preferenciais de circulação do líquido de extracção que originariam uma extracção insuficiente.

A presente invenção tem também por objectivo um cartucho aberto de café para a realização do processo de acorde com a invenção compreendendo um recipiente com uma parede lateral com sensivelmente a forma de um tronco de cone, assim como uma face superior e uma face inferior, compreendendo a face superior um rebordo com um cordão circular sobre o qual está soldado um opérculo, apresentando a face inferior um filtro separando o café contido no cartucho do ar exterior.

Graças a esta mesmo cartucho que já não apresenta zonas de menor resistência necessárias para a sua abertura, as características da extracção já não dependem do cartucho mas apenas do leito de café que ele contém e das condições de injecção da mistura de ar e de água.

A presente invenção tem por fim como objectivo um dispositivo de extracção para a realização do processo de acordo com a invenção, que compreende um sistema de fixação com rebordos de aperto para um porta-cartuchos, um órgão de injecção da mistura de água e de ar sob pressão coaxial no referido sistema de fixação e rodeado de uma superfície de estancamento, um porta-cartuchos com duas linguetas de aperto diametralmente opostas, destinadas a serem ligadas contra os rebordos de aperto do sistema de fixação, apresentando o órgão de injecção de água, numa extremidade destinada a perfurar o opérculo de um cartucho, meios para injectar a mistura de ar e de água sob pressão numa direcção ascendente.

As outras características e vantagens sobressairão com a leitura da descrição que se segue, feita com referência aos desenhos em anexo, dados apenas a título de exemplo, e nos quais as figuras representam2

Fig.1 uma vista esquemática em corte de um cartucho de café de acordo com a invenção

Fig,2 uma vista esquemática em corte do dispositivo de extracção de acordo com a invenção

Fig.3 uma vista em detalhe de um elemento do dispositivo de extracção de acordo com a invenção, representado na Fig. 2.

Figs. 4, 5 e 6 vistas esquemáticas de uma primeira variante do dispositivo de extracção representado na Fig.2.

Figs. 7 e 8 vistas esquemáticas de duas outras variantes do dispositivo de extracção representado na Fig. 2.

Como se verifica na Fig.1 , um cartucho '1 de café é constituído por um recipiente 2 apresentando uma parede lateral 3 e um fundo 4.

No exemplo de realização representado, a parede lateral 3 é tronco-cónica, sendo o diâmetro do fundo 4 inferior ao diâmetro de abertura do recipiente 2. Por tronco-cónico compreende-se tanto tronco-cónico no sentido estrito, como representado na Fig,1 , como um tronco de elipsóide ou de esfera ou mesmo de cilindro.

Este recipiente 2 apresenta um rebordo 5, externo em relação à parede lateral 3, e situado na extremidade desta parede 3 oposta à que confina oom o fundo 4.

Um opérculo 6 forma a faoe superior do cartucho 1. 0 rebordo 5 do recipiente 2 apresenta-se sob a forma de um cordão anular que permite uma boa manutenção do cartucho no seu sistema de extracção» fundo 4 é perfurado com orifícios destinados a deixar escoar o líquido de extracção que assim atravessa o leito de café situado no interior do cartucho, o Fundo 4 é assim um filtro.

cartucho 1 de acordo com a invenção é em alumínio ou em plástico compatível no domínio alimentar,

Devendo o filtro constituído pelo fundo 4 resistir a uma forte variação de pressão, prevê-se que ele tenha uma espessura superior ã do recipiente 2, a saber, da ordem de 100 a 300pm, de preferência da ordem dos 200qm, se for em alumínio e de 300 a 1000pm, se for em plástico.

cartucho 1 de acordo com a invenção pode ser de tamanho variável segundo o volume de café que se deseja preparar. A dose de café contida pode variar entre 5 e 20 g, o diâmetro do cartucho está compreendido entre 2,5 e 6 cm e a espessura do leite de café entre 20 e 25 mm.

Numa forma de realização da invenção, o fundo 4 do recipiente 2 e a parede 3 formam uma só peça, numa outra forma de realização da invenção, o recipiente 2 é constituído pela soldadura de um fundo 4 e de uma parede lateral 3.

cartucho de café 1 atrás descrito destina-se a ser colocado num dispositivo de extracção representado na Fig. 2.

Na Fig. 3, que representa um detalhe do dispositivo de extracção representado na Fig. 2, verifica-se que o dispositivo de extracção de acordo com a invenção compreende um órgão de injecção de água 7 compreendendo orifícios 71 de saída de água fazendo um ângulo ot com a horizontal. No caso da Fig 3 este ângulo é de 20° mas pode ser compreendido entre 0 e 25^o. Ele compreende além disso um sistema de fixação 8 com rebordos de aperto 9 situados na extremidade inferior e numa face interna do sistema 8 e, sobre o contorno do órgão de injecção 7, uma superfície circular plana 10 em borracha para assegurar o estancamento no momento da extracção do cartucho aberto 1.

O sistema completo de extracção representado na Fig.2 compreende além disso um porta-cartuchos 11, constituído por um envelope cilíndrico superior 12, um fundo 13 e urn manipulo 14 permitindo um manuseamento facilitado do portacartuchos .

Ma parte inferior do envelope cilíndrico 12, foram proporcionadas duas linguetas de aperto 121 destinadas a virem ligar-se com os rebordos de aperto 9 do sistema de fixação 8.

Além disso, numa face interna do envelope cilíndrico 12, foi proporeionado um rebordo circular 15 destinado a servir de apoio anular periférico ao fundo 4 do cartucho de café 1. E ainda, como se verifica na Fig. 2, a parte superior de cada uma das linguetas de aperto do portacartuchos destina-se a vir comprimir o rebordo 5 do cartucho 1 contra a superfície circular em borracha 10.

Por fim, este porta-cartuchos 1 apresenta no seu fundo orifícios 16 de escoamento do café extraído.

Segundo uma variante do dispositivo de extracção de acordo com a invenção representada nas Figs. 4, 5 e 6, o porta-cartuchos 11 já não apresenta rebordo circular interno. Em vez disso, o porta-cartuchos 11 é constituído por duas peças separadas. A primeira peça 111 é constituída por um envelope cilíndrico 112, homólogo ao envelope 12 do modo de realização precedente, munido de linguetas de aperto 113 e de um fundo 114.

Um inserto 17 interposto entre a peça 111 e a superfície de estancamento 10 constitui a segunda peça deste novo porta-cartuchos.

Este inserto 17 é constituído por um flanco vertical 18 e um rebordo anular externo superior 19 e um rebordo anular interno inferior 20, homólogo ao rebordo anular interno 15 do dispositivo de extracção representado na Fig. 2.

Dispõe-se assim no interior do inserto 17 de uma cavidade para um cartucho de café. Esta cavidade, de forma sensivelmente tronco-cónica, está adaptada para receber um cartucho de café de forma específica.

Graças a este inserto, é possível, conservando uma primeira peça 111 de forma única, extrair café a partir de cartuchos de formas diferentes, ficando o estancamento da operação de extracção assegurado pelo esmagamento do rebordo 5

do cartucho de café entre o rebordo anular externo superior 19 do inserto 17 e a superfície circular 10 de estancamento, sendo a compressão assegurada por meio da parte superior do envelope cilíndrico 112 da primeira peça 111.

Qualquer que seja o modo de realização escolhido, com ou sem o inserto 17, existe também uma superfície anular de apoio, constituída seja pelo rebordo anular 15 de um porta-cartuchos 11, seja pelo rebordo anular 20 de um inserto 17, que dispõe assim de um espaço circular central em relação ao fundo 4 de um cartucho 1.

Assim, um cartucho 1 de café está sempre apoiado pelo seu rebordo 5 sobre uma superfície de apoio correspondente do envelope cilíndrico 12 de um porta-cartuchos 11 ou sobre um rebordo anular 19 de um inserto 17, ficando o fundo 4 na proximidade imediata de um rebordo anular constituído seja pelo rebordo 15 de um porta-cartuchos 12, seja pelo rebordo 20 de um inserto 17, ficando um espaço circular central em relação ao fundo 4.

Segundo uma variante do dispositivo de extracção de acordo com a invenção representada na Fig.7, o rebordo 20 de um inserto 17 é prolongado, no sentido radial interno, por saliências 21 que fazem um ângulo β com a horizontal, ficando estas saliências orientadas para baixo.

Segundo uma outra variante do dispositivo de extracção de acordo com a invenção representada na Fig. 8, um punção 22, colocado no centro do espaço circular central proporcionado pelo rebordo anular 20, está unido a este rebordo anular 20 por elementos de ligação radiais 23. A face superior 24 deste punção 22 fica distante de g do rebordo anular 20, estando este acima dos dois.

As variantes representadas nas Figs. 7 e 8 foram descritas em relação ao rebordo anular 20 de um inserto 17. ê bastante claro que estas variantes são também directamente transponíveis no rebordo anular 15 de urn porta-cartuchos

Este punção e as suas saliências servem para limitar o alongamento do fundo do cartucho no momento da injecção da mistura sob pressão de ar e água. Assim, é possível utilizar os fundos A, que servem de filtro, de menor espessura, já não tendo estes fundos 4 que resistir a esforços de tracção tão importantes.

Descreve-se em seguida detalhadamente o processo de extracção de acordo com a invenção em complemento do cartucho de café e dispositivo de extracção de acordo com a invenção que acabam de ser descritos.

Dispõe-se um cartucho de extracção 1 de acordo com a invenção num sistema de extracção, ficando o cartucho 1 quer directamente disposto num porta-cartuchos 11, quer colocado num inserto 17.

Seja de que modo for, a fixação do portacartuchos 11 no sistema de fixação 8 é assegurada, por meio de rebordos de aperto 9.

Esta colocação do cartucho 1 origina a penetração do órgão de injecção 7 no referido cartucho 1, o que se realiza por rasgamento localizado do opérculo 6.

Os orifícios 71 de saída de água estão dispostos de tal modo que a injecção de água tem lugar alguns milímetros abaixo do opérculo 6 e estão portanto distanciadas da zona de rasgamento criada pela penetração do órgão de injecção.

estancamento da extracção como atrás precisado é assegurado pela compressão do rebordo 5 do cartucho 1 contra a superfície 10 do dispositivo de extracção por meio da parte superior do porta-cartuchos 11,

Estando dirigida para cima, a água injectada pelos orifícios 71 do órgão de injeoção 7, reflecte-se na zona superior do cartucho 1 contra a face inferior do opérculo 6 e é reenviada na direcçâo do leito de café, ficando muito mais dispersa.

Assim, a água entra em contacto com o leito de café após a dispersão parcial e já não sob a forma de alguns jactos localizados.

Este fenómeno é importante durante os primeiros segundos de extracçâo quando o leito de café não é estabilizado. Além disso, esta dispersão é favorável se se deseja uma dispersão e uma redução da energia cinética da água injectada a fim de não compactar o leito de café demasiado fortemente e evitar assim um risco de colmatagem do leito de café sob uma pressão demasiado elevada. Compactando-o ligeiramente, o leito de café separa-se do seu lugar no cartucho que nessa altura é invadido pela água.

Em seguida, durante o resto da extracçâo, os jactos de água são libertados mais ou menos neste volume de água e em nenhum caso os jactos são dirigidos directamente sobre o oafé.

Durante a extracçâo, sob o efeito da pressão hidrostática provocada pela perda de carga do leito de café contido no cartucho, a parede lateral 3 do referido cartucho tende a deformar-se ligeiramente e o contorno do fundo 4 vem apoiar-se sobre o rebordo anular interno 15 do porta-cartuchos 11 , ou sobre o rebordo anular interno 20 do inserto 17, consoante o modo de realização escolhido.

apoio do fundo 4 do cartucho 1, que constitui o filtro, contra o rebordo anular permite utilizar os cartuchos oom uma parede lateral de espessura delgada, sendo o alongamento da parede lateral 3 do cartucho 1 , causado pela pressão do fundo 4, retomado por este rebordo anular.

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Se se pretende utilizar fundos 4 finos, por exemplo para poder utilizar superfícies de filtragem particulares, a utilização de um inserto 17, ou de um porta-cartuchos 11, apresentando um punção e/ou saliências, permite limitar o alongamento deste fundo 4, evitando assim o seu rasgamento.

Durante a extracção, a parede lateral 3 do cartucho pode deformar-se mas vem apoiar-se imediatamente sobre uma superfície correspondente do porta-cartuchos 11 ou do inserto 16 que o impede a ele também de se rasgar.

A presente invenção permite assim realizar uma extracção de cartuchos de café abertos, permitindo além disso a utilização de cartuchos de formas diferentes num mesmo dispositivo de extracção.

Claims (1)

1. Processo para a extracçao de um cartucho aberto contendo café torrado moído, caracterizado por o referido cartucho compreender uma face superior munida de um cordão circular e uma face inferior munida de um filtro, no qual se injecta uma mistura de água e ar sob pressão por um órgão de injecçao rodeado de um superfície de vedação, que perfura a face superior do cartucho, ficando a vedação no momento da extracçao, assegurado pela compressão do cordão circular do cartucho contra a superfície de vedação à volta do órgão de injecção, sendo a injecção da mistura de água e ar realizada no interior do cartucho alguns milímetros abaixo da face superior deste, e segundo uma direcção ascendente,

   - 2ã Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, no momento da extracçao, o filtro estar apoiado contra um limitador de alongamento.

   - 3ã Cartucho aberto (1) contendo café para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender um recipiente (2) com uma parede lateral (3) com sensivelmente a forma de um tronco de cone, assim como uma face superior (6) e uma face inferior ¢4), compreendendo a face superior (6) um rebordo (5) com u.m cordão circular sobre o qual é soldado um opérculo (6), apresentando a face inferior (4) um filtro separando o café contido no cartucho do ar exterior,

   Dispositivo de extracção utilizando um cartucho de café de acordo com a reivindicação 3 para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por compreender um sistema de fixação (8) com rebordos de aperto (9) para um porta-cartuchos (11), um órgão de injecção (7) de uma mistura de água e ar sob pressão, coaxial ao referido sistema de fixação (8) e rodeado por uma superfície de vedação (10), um porta-cartuchos (11) com duas linguetas de aperto (121, 113), diametralmente opostas, destinadas a serem ligadas aos rebordos de aperto (9) do sistema de fixação (8), apresentando o órgão de Injecção de agua (7), numa extremidade destinada a perfurar o opérculo (6) de um cartucho (1), meios (71) para injectar a mistura de ar e água sob pressão numa direcção ascendente.

   - 5â Dispositivo de extracção de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por c órgão de injecção compreender orifícios (71) de saída de água fazendo um ângulo α compreendido entre 0“ e 25'' com a horizontal.

   - 6ã Dispositivo de extracção de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o porta-cartuchos (11) ser constituído por uma primeira peça (111) apresentando um envelope cilíndrico (112) munido de linguetas de aperte (113) e um fundo (114) e por uma segunda peça, constituída por um inserto (17), interposto entre a primeira peça (111) e a superfície de vedação (10).

   -7âDispositivo de extracção de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o próprio porta-cartuchos (11) ou o inserto (17) apresentarem um rebordo anular interno (15, 20) delimitando um espaço circular central em relação do fundo (4) do cartucho (1) apresentando meios que servem de limitadores ao alongamento do fundo (4) no momento da injecção sob pressão da mistura de ar e água no cartucho (1).