BRPI0809160A2

BRPI0809160A2 - Cápsula de café, método para preparar uma bebida, e, cápsula de material infusível.

Info

Publication number: BRPI0809160A2
Application number: BRPI0809160-9A
Authority: BR
Inventors: Jonathan Kirschner; Louis Joseph Heinsz
Original assignee: Coca Cola Co
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2014-09-16
Also published as: NO20093085L; CA2681638A1; RU2009137996A; US8505440B2; JP2010523205A; US20070181005A1; ZA200906464B; MX2009009945A; AR066200A1; CN101646613A; EP2137083A1; WO2008121489A1

Description

“CÁPSULA DE CAFÉ, MÉTODO PARA PREPARAR UMA BEBIDA, E, CÁPSULA DE MATERIAL INFUSÍVEL”

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se geralmente a um recipiente para material de infusão mais particularmente refere-se a uma cápsula para uso na infusão automática de café, chá, e outras bebidas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Vários tipos de ministradores de café e chá automáticos são conhecidos. Genericamente descritos, estes ministradores contêm uma medida de café moído, folhas de chá ou outro tipo de material infusível em um

r

recipiente de alguma espécies. Agua quente tipicamente é adicionada ao material, a fim de preparar a bebida por infusão. O material é usualmente mantido em alguma espécie de recipiente descartável, que deve ser aberto ou penetrado a fim de permitir que a água quente passe através dele.

Uma desvantagem destes dispositivos de infusão conhecidos é que os elementos do dispositivo que entram em contato com o material de infusão usualmente deve ser limpado. Além disso, o recipiente para o material deve ser inserido e alinhado dentro do ministrador para cada bebida. Como resultado, o ministrador de bebida, como um todo, pode ser um tanto lento entre os ciclos de bebida porque o recipiente deve ser inserido, alinhado, removido e/ou os elementos ministradores devem ser limpados.

Há um desejo, portanto, de um dispositivo que infunda uma bebida com um tempo de ciclo rápido. O dispositivo preferivelmente deve ser relativamente barato e de fácil uso e produza uma bebida de alta qualidade. Igualmente, o dispositivo preferivelmente deve ser adaptável para diferentes tipos de materiais de infusão e quantidades de materiais de infusão.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O presente pedido assim descreve uma cápsula de café. A cápsula de café inclui uma parede lateral substancialmente rígida, uma base substancialmente rígida e café moído posicionado nela. Mais do que cerca de setenta por cento (70%) do café moído pode incluir uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 200 a cerca de 300 mícrons. O café moído pode ter um peso de cerca de (5) a cerca de (8) gramas.

Cerca de setenta e cinco a cerca de oitenta e cinco por cento

(75 - 85%) do café moído pode ter uma distribuição de tamanho de partícula de cerca de 250 mícrons. Até cerca de 30% do café moído pode incluir uma distribuição de tamanho de partícula menor do que cerca de 100 mícrons. A cápsula pode produzir cerca de 248,8 g de bebida. Cerca de seis (6) gramas do 10 café moído podem ser usados para uma bebida de baixa intensidade. Cerca de oito (8) gramas do café moído podem ser usados para uma bebida de alta intensidade.

O presente pedido descreve ainda um método para preparar uma bebida. O método inclui as etapas de moer numerosos grãos de café, de 15 modo que mais do que cerca de setenta por cento (70%) de um primeiro café moído pode incluir uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 200 a cerca de 300 mícrons, colocando-se o primeiro café moído em uma cápsula, variando-se a quantidade do primeiro café moído de modo a variar a intensidade da bebida resultante e escoar água através da cápsula, a fim de 20 produzir a bebida resultante.

Cerca de setenta e cinco a cerca de oitenta e cinco por cento (75 - 85%) do primeiro café moído pode ter um a distribuição de tamanho de partícula de cerca de 250 mícrons. O método pode incluir ainda moer os grãos de café, de modo que não mais do que trinta por cento (30%) de segundos 25 grãos de café resultantes possa incluir uma distribuição de tamanho de partícula menor do que cerca de 100 mícrons, e colocar segundos grãos de café dentro da cápsula. Cerca de seis (6) gramas dos primeiro e segundo grãos de café resulta em uma bebida de alta intensidade.

O presente pedido descreve ainda uma cápsula de material infusível. A cápsula de material infusível pode incluir uma parede lateral substancialmente rígida, uma base substancialmente rígida e uma quantidade de um material infusível posicionado nela. Mais do que cerca de setenta por cento (70%) do material infusível pode incluir uma distribuição de tamanho 5 de partícula entre cerca de 200 a cerca de 300 mícrons. O material infusível pode ter um peso de cerca de (5) a cerca de oito (8) gramas. O material infusível pode incluir café moído ou folhas de chá.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de uma forma de realização de um sistema ministrador de bebida para uso com a presente invenção.

A Fig. 2 é uma vista em planta de topo do sistema ministrador de bebida da Fig. 1.

A Fig. 3 é uma vista em perspectiva de um sistema de torre do sistema ministrador de bebida da Fig. 1.

A Fig. 4 é uma vista em perspectiva de uma unidade injetora do sistema ministrador de bebida da Fig. 1, com as rodas guia e a mola de retomo da placa de suporte mostrada em linhas esquemáticas.

A Fig. 5 é uma vista em perspectiva traseira da unidade injetora do sistema ministrador de bebida da Fig. 1, com a roda maluca e o comutador de limite mostrados em uma vista recortada.

A Fig. 6 é uma vista em perspectiva de uma cápsula como aqui

descrita.

A Fig. 7 é uma vista em perspectiva de uma cápsula como aqui

descrita.

A Fig. 8 é uma vista em seção transversal da cápsula da Fig. 6. A Fig. 9 é uma vista em perspectiva de topo da cápsula da Fig.

6.

A Fig. 10 é uma vista em perspectiva de base da cápsula da Fig. 6.

A Fig. 11 é uma vista em seção transversal de uma cápsula mostrando a tampa.

A Fig. 12 é uma vista em seção transversal lateral de um cartucho de cápsula com uma quantidade de material de infusão posicionado ali.

A Fig. 13 é uma vista em planta lateral de uma forma de realização alternativa da borda da cápsula da Fig. 6.

A Fig. 14 é uma vista em seção transversal lateral da cápsula

da Fig. 13.

A Fig. 15 é uma vista em planta lateral de um moedor para uso com a invenção como descrita aqui.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência agora aos desenhos, em que numerais 15 semelhantes referem-se a elementos iguais por todas as diversas vistas, as Figs. 1 e 2 mostram uma aplicação de um sistema ministrador de bebida 100. Nestas Figuras, um aparelho de infusão de cápsula 300 é mostrado. O aparelho de infusão de cápsula 300 pode incluir trocador de calor 150, posicionado dentro de um reservatório de água quente 160 e em comunicação 20 com um bico de injeção 200, como é mostrado. Nesta forma de realização, os elementos do sistema ministrador de bebida 100, como um todo, são fixados sobre uma armação de ministrador 305. A armação de ministrador 305 pode ser produzida de aço inoxidável, alumínio, outros tipos de metais ou outros tipos de materiais substancialmente não corrosivos.

O bico de injeção 200 pode interagir com um ou mais

cartuchos de cápsula 210, a fim de produzir a desejada bebida em uma xícara 230 ou qualquer outro tipo de receptáculo. Os cartuchos de cápsula 210 podem ser posicionados dentro do sistema ministrador de bebida 100 dentro de uma unidade de torre 310. A unidade de torre 310 pode ser fixamente presa à armação de ministrador 305. Como é mostrado na Fig. 3, a unidade de torre 310 pode incluir uma placa de torre 320, posicionada dentro de uma armação de torre. A armação de torre 325 pode ser feita de aço inoxidável, alumínio, outros tipos de metais convencionais ou tipos similares de materiais 5 substancialmente não corrosivos. A placa de torre 320 pode ser substancialmente circular ou ter qualquer formato conveniente. A placa de torre 320 pode incluir numerosas aberturas de cápsula 330. As aberturas de cápsula 330 podem ser dimensionadas para acomodar os cartuchos de cápsula 210. A placa de torre 320 pode girar em tomo de um pino de torre 340. Um 10 motor de torre 350 pode acionar a unidade de torre 310. O motor de torre 350 pode ser um motor CA convencional ou um tipo de dispositivo similar. O motor de torre 350 pode acionar a unidade de torre 310 a cerca de seis (6) a cerca de trinta (30) rpm, com cerca de vinte e cinco (25) rpm preferidos.

A placa de torre 320 também pode ter numerosos detentores 15 360 posicionados em tomo de sua periferia. Os detentores 360 pode ser posicionados próximo de cada uma das aberturas de torre 330. Os detentores 360 podem cooperar com um ou mais comutadores de limite 365, a fim de controlar a rotação da placa de torre 320. A rotação da placa 320 pode ser parada quando o comutador de limite 360 encontra um dos detentores 360. A 20 rotação da placa 320 pode ser controlada por tipos similares de dispositivos.

Posicionado adjacente à unidade de torre 310 pode haver uma unidade injetora 400. A unidade injetora 310 pode ser fixamente presa à armação ministradora 305. A unidade injetora 400 também pode incluir uma armação de injetor 410, estendendo-se acima da unidade de torre 310. A 25 armação de injetor 410 pode ser feita de aço inoxidável, outros tipos de metais ou tipos similares de materiais substancialmente não corrosivos.

Com referência agora às Figs. 4 e 5, a unidade injetora 400 pode incluir o bico injetor 200 como descrito acima com respeito à Fig. 2. O bico de injeção 200 pode ter uma ponta estreita, a fim de penetrar no cartucho de cápsula 210 se necessário ou uma boca larga para acomodar o inteiro cartucho de cápsula 210. A unidade injetora 400 pode incluir uma cabeça injetora 420 que coopera com o bico de injeção 200. A cabeça injetora 420 pode ser de diâmetro ligeiramente maior do que os cartuchos de cápsula 210.

5 A cabeça injetora 420 pode ser produzida de armação de injetor, plástico ou tipos similares de materiais substancialmente não-corrosivos. A cabeça injetora 420 pode incluir um anel de selagem posicionado em tomo de sua periferia mais baixa. O anel de selagem pode ser feito de borracha, silicone ou outros tipos de materiais elásticos, de modo que uma selagem 10 substancialmente impermeável a água pode ser formada entre a cabeça injetora 420 e o cartucho de cápsula 210. O trocador de calor 150 pode ficar em comunicação com a cabeça injetora 420, a fim de prover água quente pressurizada para os cartuchos de cápsula 210.

A cabeça injetora 420 pode ser móvel em um plano 15 substancialmente vertical, via um sistema de cames 440 (os termos “vertical” e “horizontal” são usados como um sistema de coordenadas como oposto a posições absolutas. A cabeça injetora 420 e os outros elementos descritos aqui podem operar em qualquer orientação). Um motor de acionamento de sistema de cames 450 pode acionar o sistema de cames 440. O motor impulsor 450 20 pode ser um motor CA convencional, similar ao motor de torre 350 descrito acima. O motor impulsor 450 também pode ser um motor monofásico de indução de corrente alternada ou um tipo CC. O motor impulsor 450 pode girar um came excêntrico 460 via um sistema de correia motriz 470. O motor impulsor 450 e o sistema de engrenagens 470 podem girar o came excêntrico 25 460 a cerca de seis (6) a cerca de (30) rpm, com cerca e vinte e cinco (25) rpm preferidos. O came excêntrico 460 pode ser conformado de modo que sua posição inferior possa ter um raio de cerca de 4,1 a cerca de 4,8 centímetros (cerca de 1,6 a 1,9 polegadas (4,1 a 4,8 cm), enquanto sua posição superior pode ter um raio de cerca de 3,5 a 4,1 centímetros (cerca de 1,3 a cerca de 1,7 polegadas (3,3 a cerca de 4,3 cm).

O came excêntrico 460 pode cooperar com uma roda maluca 480. A roda maluca 480 pode ficar em comunicação com e fixada dentro de uma placa de suporte 490. A placa de suporte 490 pode manobrar em tomo da 5 armação de injetor 410. A placa de suporte 490 pode ser feita de aço inoxidável, outros tipos de aço, plástico ou outros materiais. A placa de suporte 490 pode ser fixamente fixada à cabeça injetora 420. A placa de suporte 490 pode ter numerosas rodas guias 500 posicionadas sobre ela, de modo que a placa de suporte 490 pode mover-se na direção vertical dentro da 10 armação de injetor 410. Uma mola de retomo 520 também pode ser fixada à placa de suporte e na armação de injetor 410. Um comutador de limite 530 pode ser posicionado próximo do came 460, de modo que sua rotação pode não exceder um valor.

A cabeça injetora 420 assim pode manobrar para cima e para 15 baixo na direção vertical, via o sistema de came 440. Especificamente, o motor impulsionador 450 pode girar o came excêntrico 460 via o sistema de engrenagens 470. Quando came excêntrico 460 gira com um raio sempre crescente, a roda maluca 480 empurra a placa de suporte 490 para baixo, de modo que a cabeça injetora 420 entre em contato com um cartucho de cápsula 20 210. O came excêntrico 460 pode abaixar a cabeça injetora 420 em cerca de

6,4 a cerca de 12,7 milímetros (cerca de um-quarto a cerca de 1,27 cm). Uma vez a cabeça injetora 420 entre em contato com o cartucho de cápsula 210, o came excêntrico 460 pode continuar a girar e aumentar a pressão sobre o cartucho de cápsula 210, até o came 460 alcançar o comutador limite 530. A 25 cabeça injetora 420 pode encaixar no cartucho de cápsula 210 com uma força descendente de cerca de 136 a 160 quilogramas (cerca de 300 a 350 libras). O anel selante assim pode formar uma selagem substancialmente hermética e estanque à água em tomo do cartucho de cápsula 210. O motor impulsor 450 pode reter o came 460 em posição por um tempo predeterminado. O sistema de cames 440 então pode ser invertido de modo que a cabeça injetora 420 retoma para sua posição original.

Uma vez o bico de injeção 200 da cabeça injetora 420 esteja em contato com o cartucho de cápsula 210, a água quente de elevada pressão 5 pode escoar do trocador de calor 150 para dentro da cabeça injetora 420. A pressão da água escoando através do cartucho de cápsula 210 pode variar com a natureza do material de infusão 550 ali.

As figs. 6-12 mostram uma forma de realização do cartucho de cápsula 210 que pode ser usada com o sistema ministrador de bebida 100 ou outros tipos de sistemas de bebida. De fato, o cartucho de cápsula 210 pode ser usado com qualquer tipo de material misturável, aromatizante, aditivos e outras substâncias, O cartucho de cápsula 210 pode ser substancialmente no formato de um copo 600. O copo 600 pode ser feito de um termoplástico convencional, tal como poliestireno, polietileno, polipropileno e tipos similares de materiais. Alternativamente, armação de injetor ou outros tipos de materiais substancialmente não-corrosivos também podem ser usados. O copo 600 pode ser substancialmente rígido, a fim de suportar o calor e pressão do ciclo de infusão sem conceder qualquer gosto ruim. Como descrito abaixo, entretanto, por termo “rígido” pretendemos significar que o copo 600 pode flexionar-se ou deformar-se ligeiramente enquanto sob pressão.

O copo 600 pode incluir uma parede lateral substancialmente circular 610 e uma base substancialmente plana 620. Outros formatos também podem ser usados. A parede lateral 610 e a base 620 do copo 600 podem ser 25 moldados e formar um elemento unitário ou uma parede lateral separada 610 e uma base separada 620 podem ser fixamente presas entre si. A parede lateral 610 e a base 620, bem como o copo 600 como um todo, podem ter qualquer diâmetro conveniente, a fim de acomodar as aberturas de cápsula 330 da placa de torre 320 da unidade de torre 310 e a cabeça injetora 420 do injetor 400. Alternativamente, a parede lateral 610 e a base 610 do copo 600 podem ter qualquer diâmetro conveniente, a fim de acomodar outros tipos de sistemas ministradores de bebida 100 ou tipos similares de dispositivos.

Como exemplo, a parede lateral 610 pode ter um diâmetro interno de cerca de 39,3 milímetros (cerca de 1,549 polegadas) com uma espessura de parede de cerca de 1,1 milímetros (cerca de 0,043 polegadas). A parede lateral 610 pode ter um ligeiro afilamento do topo para a base. Outros tamanhos ou dimensões podem ser usados como desejado.

O copo 600 como um todo pode ter uma profundidade 10 variável, dependendo da quantidade de material de infusão que se pretenda usar ali. No caso do copo 600 destinado a ser usado para uma bebida de cerca de 355 mililitro (cerca de doze (12) onças), o copo 600 pode ter uma altura total de cerca de 28,7 milímetros (cerca de 1,13 polegadas) e uma altura utilizável de cerca de 17,1 milímetros (cerca deO 0,674 polegadas). A relação 15 de altura para diâmetro para o copo 600 de 355 mililitros, portanto, pode ser de cerca de 0,73 para a altura total e cerca de 0,435 para a altura interna utilizável. O copo 600 pode ter cerca de 6,4 gramas de um material de polipropileno.

Um copo 600 a ser usado com, por exemplo, uma bebida de 20 237 mililitros (cerca de oito (8) onças), pode ter uma altura de cerca de 22,5 milímetros (cerca de 0,887 polegadas (2,25 cm)) e utilizável dentro de uma altura de cerca de 11,8 milímetros (cerca de 0,463 polegada (1,2 cm)). A relação pode ser de cerca de 0,57 para a altura total e cerca de 0,3 para a altura interna utilizável. O copo 600 pode ter cerca de 5,8 gramas de um 25 material de polipropileno.

Estas relações entre diâmetro e profundidade provêem o copo 600 e o cartucho 210 como um todo com suficiente resistência e rigidez, enquanto utilizando-se uma quantidade mínima de material. O cartucho 210 como um todo pode ter cerca de cinco (5) a cerca de oito (8) gramas de material plástico, enquanto usando-se, por exemplo, um homopolímero de polipropileno. Como resultado, o copo 600 e o cartucho 210 como um todo podem suportar temperaturas acima de cerca dede cerca de 93 graus Celsius (cerca de 200 graus Fahreinheit) por até sessenta (60) segundos ou mais em 5 uma pressão hidráulica acima de cerca de dez (10) bar (cerca de 150 libras por polegada quadrada (I MPa). Embora o copo 600 tendo estas relações possa flexionar-se ou deformar-se um pouco, o copo 600 e o cartucho 210 como um todo devem suportar a pressão de água esperada passando através. Estas dimensões e características são para rins de exemplo somente. A parede 10 lateral 610 e a base 620 do copo 600 podem tomar qualquer tamanho ou formato desejado ou conveniente. Por exemplo, a parede lateral 610 pode ser reta, afilada, escalonada ou curvada, se desejado.

A base 620 pode incluir numerosas aberturas 640 formadas nela. As aberturas 640 podem estender-se através da largura da base 620. As 15 aberturas 640 podem ser de formato largamente circulares, cada uma com um diâmetro de cerca de 1,6 milímetros (cerca de 0,063 polegadas). Qualquer formato ou tamanho desejado, entretanto, pode ser usado. Nesta forma de realização, cerca de 54 aberturas 640 são usadas nela, embora qualquer número possa ser usado. O número e tamanho selecionados de aberturas 640 20 fornecem a apropriada queda de pressão quando um copo 600 de uma dada dimensão é usado.

A base 620 também pode ter numerosas nervuras de suporte 650 posicionadas sobre ela. Uma nervura circula interna 660, uma nervura circular externa 670 e numerosas nervuras radiais 680 podem ser usadas. 25 Nesta forma de realização, as nervuras 650 podem ter uma profundidade de cerca de um (1) milímetro (cerca de 0,04 polegadas), embora qualquer espessura desejada possa ser usada. Igualmente, qualquer desejado número e/ou formato de nervuras 650 podem ser usados. O design das nervuras 650 também provê aumentado suporte e estabilidade ao cartucho 210 como um todo com uma quantidade mínima de material.

A parede lateral 610 do copo 600 também pode incluir uma borda superior 700. A borda superior pode incluir uma parte de topo substancialmente plana. A parte de topo plana 710 pode ter uma largura de 5 cerca de 3,45 milímetros (cerca de 0,136 polegadas) e uma altura na direção vertical de cerca de 3,4 milímetros (cerca de 0,135 polegadas). A borda 700 pode ser configurada para acomodar o tamanho das aberturas de cápsula 330 e a cabeça injetora 420, bem como a força esperada da água quente provida pela cabeça injetora 420, enquanto utilizando-se tão pouco material quanto 10 possível. Isto é particularmente verdadeiro dado que o cartucho 210, como um todo, geralmente é suportado somente em tomo de sua borda 700 durante o processo de injeção.

As Figs. 13 e 14 mostram uma forma de realização alternativa da borda 700. Nesta forma de realização, uma borda 720 pode incluir a parte 15 de topo substancialmente plana 710 e um flange descendentemente inclinado 730, que se estende da parte de topo 730. O flange 730 pode estender-se para baixo, a fim de formar uma cavidade 740 com a parede lateral 610. O topo da cavidade 740 pode ter um raio interno curvo. O flange 730 e a cavidade 740 da borda 720 são dimensionados para acomodar o tamanho das aberturas de 20 cápsula 330.

Com referência novamente às Figs. 6 — 12, a parede lateral 610 do copo 600 também pode incluir numerosos recortes 760 formados nela. Nesta forma de realização, um primeiro recorte 770, um segundo recorte 780 e um terceiro recorte 785 podem ser usados. Qualquer número de recortes 25 760, entretanto, pode ser usado. Por exemplo, somente dois (2) recortes 760 podem ser usados com um copo de 237 mililitros (cerca de 8 onças (227 gramas)) 600. Os recortes 760 podem ser contínuos em tomo da circunferência interna das paredes laterais 610 ou os recortes 760 podem ser intermitentes. Os recortes 760 podem cooperar com uma tampa 790. A tampa 790 pode ter uma borda 800 que é substancialmente conformada em cunha em tomo de seu perímetro para inserção dentro de um recorte 760. O uso dos recortes 760 assegura que a tampa 790 permaneça em posição. A borda 800 5 pode ser contínua ou intermitente, a fim de encaixar com os recortes 760. A tampa 790 preferivelmente é arqueada para dentro ou pode ser de formato largamente côncavo. A tampa 790 pode ter cerca de 0,8 gramas de um material de polipropileno.

A tampa 790 pode ser colocada em um dos recortes 760, dependendo da quantidade de material de infusão que é para ser colocado dentro do copo. A tampa 790 pode ser arqueada para baixo em um formato côncavo, a fim de desviar o material de infusão 550 para baixo sob pressão e evitar que o material de infusão ali desloque-se. A tampa 790 pode prover a correta força de tampar o material de infusão 550 e reter o material sob carga via essencialmente um princípio de arruela Bellville. O uso da tampa 790 para tampar o material de infusão 550 também permite uma mais rápida taxa de enchimento quando carregando-se o copo 600 com o material de infusão 550. A tampa 790 também pode ter numerosas aberturas 810 nela, a fim de permitir que água da cabeça injetora 420 passe através dela. Dependendo da natureza da cabeça injetora 420, o uso da tampa 790 pode não ser necessário.

O copo 600 pode ser revestido com uma ou mais camadas de um papel filtro 850. O papel filtro 850 pode ser papel filtro padronizado, usado para coletar o material de infusão 550, enquanto permitindo que a bebida passe através dele. O papel filtro 850, entretanto, deve ter suficiente 25 resistência, rigidez e/ou porosidade, de modo que não se desvie para dentro das aberturas 640 da base 620 e/ou permita que finas partículas do material de infusão 550 fechem ou obstruam as aberturas 640. A obstrução das aberturas 640 pode criar um desequilíbrio da queda de pressão através do cartucho 210. Por causa do papel rígido 850 que substancialmente resiste a deformação, as aberturas 640 da base 620 do copo 600 podem ter um diâmetro um tanto maior para aumentado fluxo através delas.

Por exemplo, o papel filtro 850 pode ser feito com uma combinação de fibras de celulose e termoplástico. Exemplos de papéis filtro 5 adequados 850 são vendidos por J. R. Crompton, Ltd. of Gainesville, Georgia sob as designações PV-377 e PV 347C. Por exemplo, o material PV-347C pode ter uma gramagem de cerca de quarenta (40) gramas por metro quadrado e uma resistência à arrebentação de cerca de 62 kilopascais. Tipos similares de materiais podem ser usados. Múltiplas folhas de papel também podem ser 10 usadas. Cada uma das múltiplas folhas pode ter as mesmas ou diferentes características.

O cartucho de cápsula 210 pode ter uma camada de filtro superior 860 e uma camada de filtro inferior 870. A camada de filtro inferior 860 é geralmente posicionada nele sem o uso de adesivos. A camada de filtro 15 superior 860 pode não necessitar tanta resistência quanto a camada inferior 870. A camada de filtro superior 860 genericamente provê dispersão da água e evita que os grãos bloqueiem a cabeça injetora. 420. O próprio material de infusão 550 pode ser posicionado entre as camadas de filtro superior e inferior 860, 870. Preferivelmente, o material de infusão 550 fica em contato direto 20 com a parede lateral 610, isto é, não há papel filtro 850 posicionado em tomo do diâmetro intemo do copo 600. Este posicionamento força a água a deslocar-se através do próprio material de infusão 550, o oposto a deslocar-se através do copo 600,via o papel filtro 850.

O material de infusão 550 pode ser colocado dentro de um 25 envelope de folha metálica ou outro tipo de barreira substancialmente impermeável a ar. O envelope metálico 590 pode servir para manter o material de infusão 550 dentro dele fresco e sem contato com o ar ambiente. Alternativamente, o inteiro cartucho de cápsula 210 pode ser colocado dentro de uma envelope de folha metálica, individualmente ou como um grupo, até o cartucho 210 estar pronto para uso.

O próprio material de infusão 550 usualmente é preparado em um moedor 900. O moedor 900 pode pegar o material bruto, sementes de café neste exemplo, e transformá-los em café moído. Como é mostrado na Fig. 15, 5 o moedor 900 preferivelmente é um moedor de rolo. Um exemplo de tal moedor 900 é manufaturado por Modem Process Equipment, Inc. de Chicago, Illinois sob a designação de modelo 660FX. Um moedor de rolo 900 é preferido em relação a outros tipos de moedores, tais como um moedor de rebarba. Os moedores de rolo parecem prover melhor distribuição de tamanho 10 de partícula, isto é, a distribuição de tamanho de partícula é mais consistente. O moedor de rolo 900 provê menos partículas grandes que podem tender a sub-extrair e prover gostos ruins e menos “finos” ou partículas de café muito pequenas, que tendem a alterar o gosto da bebida final superextração e contribuindo para o amargor. A limitação dos finos também tem ume feito 15 sobre a contrapressão dentro do cartucho de cápsula 210, visto que a contrapressão é inversamente proporcional ao quadrado do tamanho de partícula. A contrapressão, assim, aumenta quando o tamanho da partícula diminui.

Uma comparação entre um moedor de rolo e um moedor de 20 rebarba é mostrada abaixo. A distribuição de partícula do moedor de rolo (a moagem “Rainforest” com o pico para a esquerda) termina próximo do tamanho de partícula de 8,0 μιη, enquanto o moedor de rebarba (a moagem “Milano” com o pico para a direita) continua próximo do tamanho de partícula de 0,1 μηι. Igualmente, há menos partículas maiores com o moedor de rolo:

Distribuição de tamanho de partícula^

12

50

8

6

0,1

t0 100 •Tamanho de partícula (pm)

10QÒ 3Ô0Ô Como é mostrado, acima de oitenta por cento (80%) dos grãos moídos com o moedor de rolo 900 têm uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 200 e cerca de 250 mícrons (micrômetros) com acima de noventa e nove por cento (99%) tendo uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de oito (8) mícrons e 650 mícrons. Em termos gerais, acima de setenta e cinco por cento (75%) do grãos de café pode ter uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 200 e cerca de 300 mícrons. Embora uma distribuição de tamanho de partícula consistente em tomo de 250 mícrons fomeça uma bebida melhorada, uma certa quantidade de partículas finas também pode ser desejada, a fim de prover a resistência e pressão desejada durante a infusão. A falta de bastantes finos pode permitir que a água passe através demasiado rapidamente. Como tal, dez (10) a vinte (20) por cento da distribuição pode ser na faixa de cerca de quarenta mícrons.

A fim de controlar o número de finos e controlar a contrapressão e resistência, uma avaliação do tamanho de partícula dos menores dez por cento (10%) (d(0,l)) pode ser usada. Quanto menor este número for, maior a percentagem de partículas que são menores do que um dado diâmetro. A posição de d(0,l) é mostrada abaixo.

Em geral e como exemplo, d(0,l) de cerca de 43 mícrons pode ser aceitável, enquanto 25 mícrons podem ser inaceitáveis. Uma abordagem similar é olhar para o diâmetro médio da área de superfície. O diâmetro médio da área de superfície é útil porque o tamanho de partícula diminui, a relação da área de superfície para volume aumenta rapidamente. O diâmetro médio da área de superfície é calculado 5 multiplicando-se cada diâmetro de partícula pela área de superfície total do material de todas as partículas daquele tamanho, somar com e dividir pela área de superfície total de todas as partículas. Assim, para um diâmetro nas coordenadas de 3,2 mostradas acima o cálculo é:

«M %

Λ ITirm

Π I I ^ i ss

■V J -m I *·»1 2

ΣΒ/Ιϊ,

Em geral e como exemplo, um diâmetro médio da área de superfície em D[3,2] de 116 mícrons pode ser aceitável, enquanto um diâmetro de 78 mícrons pode não ser aceitável.

Cálculos similares podem ser feitos que se focalizam na presença de partículas maiores. Por exemplo, o diâmetro médio volumétrico D[4,3] também pode ser calculado:

ín/

O moedor de rolo 900 provê, assim, uma distribuição de

tamanho de partícula mais estreita e mais consistente. Similarmente, o número de finos pode ser monitorado a fim de limitar o amargor, enquanto mantendo uma pressão consistente através deles. Tal distribuição de tamanho de partícula provê uma bebida de café com gosto melhorado e consistente.

O moedor 900 também pode incluir um densificador 910. O densificador 910 pode incluir numerosas pás, a fim de formar o grão individual em uma tamanho e formato mais uniformes. Especificamente, os grãos parecem ter um formato esférico mais uniforme e parece ser um tanto

D [4,31 endurecido. A densificação dos pós resulta em mudança das características de infusão pelo fato de que o aumento de densidade muda a natureza do fluxo de água através dos grãos.

Além disso, para criar esferas substancialmente uniformes, o densificador 920 também parece reduzir o número de finos ou partículas pequenas “grudando” as partículas menores nas partículas maiores. A grudação pode ser devida aos óleos dos grãos, o trabalho adicionado aos grãos ou outras causas. Por exemplo, com a densificação, os sólidos do café podem ser de cerca de seis (6) por cento. Sem densificação, entretanto, os sólidos podem alcançar cera de 7,5 por cento, o que provê um produto acabado que pode ser demasiado forte. O resultado líquido é uma distribuição de tamanho de partícula menor e mais uniforme. Embora a densificação tenha sido usada para melhorar o adensamento do café, a densificação não foi empregada a fim de mudar as características de infusão dos grãos.

Em uso, a camada inferior 870 do papel filtro pode ser colocada com o copo 600 do cartucho de cápsula 210 ao longo da base 620. Uma quantidade do material de infusão 550 então pode ser posicionada ali. A camada superior 860 do papel filtro então pode ser 20 colocada sobre o material de infusão 550, se desejado. A tampa 790 então pode ser colocada dentro do copo 600, de modo a prensar para baixo o material de infusão 550 com cerca de 13,6 kilogramas de força (cerca de quatorze (14) kg de força). O grau de força pode variar. Uma vez a tampa 790 tenha compactado o material de infusão 550, a borda 800 da tampa 25 790 é posicionada dentro do apropriado recorte 760 dentro da parede lateral 610 do copo 600. A cápsula 210 então pode ser selada ou de outro modo embarcada para uso com o sistema ministrador de bebida 100 ou de outro modo.

A cápsula 210 pode ser posicionada dentro de uma das aberturas da cápsula 330 dentro da unidade de torre 310. Especificamente, a borda externa da abertura de cápsula 330 alinha-se com a borda 700 do copo 600, de modo que o copo 600 é suportado pela borda 700. A cabeça injetora 420 então pode ser posicionada próximo da cápsula 210. O anel 5 de vedação da cabeça injetora 420 pode selar em torno da parte de topo 710 da borda 700 do copo 600. O uso de uma borda arredondada ou uma borda com um formato não plano pode causar avaria ao anel de vedação, dado o grau de pressão envolvido, isto é, como descrito acima, a cabeça injetora 420 pode contatar o cartucho de cápsula 210 com uma força 10 descendente de cerca de 136 a cerca de 160 kilogramas de força (cerca de 136 a 159 kg) e o fluxo de água entrante pode ser pressurizado a cerca de

'J O

dez (10) a cerca de quatorze (14) bar (cerca de 10 kg/cm a 14 kg/cm ). A pressão da água escoando através do cartucho de cápsula 210 pode variar com a natureza do material de infusão 550. A água pressurizada quente pode ser provida ao cartucho 210 de qualquer fonte.

A água passando através da cabeça injetora 40 pode espalharse para fora sobre a tampa 790 e suas aberturas 810 e para dentro do material de infusão 550. A natureza do fluxo de água através do cartucho 210, como um todo, depende em parte da geometria e tamanho do cartucho 210, da 20 natureza, tamanho e densidade do material de infusão 550, da pressão da água, da temperatura da água e do tempo de infusão. Alterando-se qualquer um destes parâmetros pode-se alterar a natureza da bebida infundida. A bebida infundida pode então passar através das aberturas 640 da base 620 do copo 600.

Como é mostrado na Fig. 12, os cartuchos de cápsula 210

podem ser enchidos com diferentes tipos de grãos, folhas ou outros tipos de um material de infusão 550. No caso de uma única quantidade servida de bebida expressa de cerca de trinta e cinco (35) mililitros, cerca de seis (6) a cerca de oito (8) gramas de café especialmente moído podem ser colocados no cartucho de cápsula 210. Igualmente, a mesma quantidade de café moído pode ser usada para infundir um café estilo americano com a adição de cerca de 180 mililitros (cerca de 187 g) de água. Cerca de duas (2) a cerca de cinco

(5) gramas de folhas de chá podem ser adicionadas ao cartucho de cápsula 5 210, a fim de infundir aproximadamente um copo de chá de 180 mililitros (cerca de 187 g).

Cada diferente tipo de café ou outro tipo de material de infusão 550 tem uma diferente tamanho de grão. Por exemplo, um grão de café pode ser moído a cerca de 500 a 800 partículas para um café tipo filtro de 10 gotejamento típico. A mesma semente de café pode ser moído a acima de 3500 partículas para uma moagem expressa. As próprias partículas têm diferentes tamanhos e pesos.

A manutenção da uniformidade do tamanho da partícula, como descrito acima, é preferida. As partículas moídas de café que não são do 15 tamanho correto geralmente superextrairão ou subextrairão os sólidos solúveis do café. O uso do moedor 900 ajuda a assegurar um tamanho de partícula mais consistente. O uso do densificador 910 também auxiliar em prover uniformidade de tamanho de partícula. A compressão dos grãos de café para baixo auxilia em prover fluxo de fluido uniforme através do copo 600. Como 20 descrito acima, tamanho de partícula refere-se à contrapressão que faz o “trabalho” de infundir a bebida.

Com respeito ao tempo de infusão e temperatura, as temperaturas de infusão são tipicamente na faixa de cerca de 85 a cerca de 100 graus Celsius (cerca de 185 a cerca de 212 graus Fahreinheit) ou às vezes 25 mais quente a cerca de 10 a cerca de 14 bar. A água dentro do reservatório de água quente 160 pode ser aquecida a cerca de 102 graus Celsius (cerca de 215,6 graus Fahreinheit) pelo trocador de calor 150. A água perde parte de seu calor quando ela passa através da cabeça injetora 420 e para dentro do cartucho 210. Como exemplo, uma bebida expressa “Roma”, como descrita acima, pode utilizar o cartucho 210 de 237 mililitros (240 g) com cerca de seis (6) gramas de grãos de café no mesmo. O cartucho 210 pode produzir cerca de trinta e cinco (35) mililitros da bebida. A água pode deixar o 5 reservatório de água quente 160 a cerca de 102 graus Celsius (cerca de 215,6 graus Fahreinheit) e tem um tempo de infusão de cerca de oito (8) segundos (mais ou menos dois (2) segundos) a cerca de onze (11) bar (a densificação dos grãos pode acelerar o tempo de infusão e reduzir a quantidade de materiais extraídos). O cartucho de 355 mililitros (373 g) 210 também poderia 10 ser usado se a tampa 790 fosse colocada em um recorte inferior 760. Uma bebida “escura” tem propriedades similares, porém utiliza cerca de 7,3 g de grãos. Como resultado, o tempo de infusão é de cerca de quatorze (14) segundos.

Uma bebida “Rain Forest” também pode utilizar o cartucho de 15 237 mililitros (8 onças (227 gramas)) 210 com cerca de seis (6) gramas de grãos no mesmo. Estes grãos, entretanto, são mais grosseiros do que os grãos Roma, de modo que a taxa de fluxo através do cartucho 210 pode ser mais rápida. Em conseqüência o tempo de infusão seria de cerca de sete (7) segundos (mais ou menos dois (2) segundos). Uma certa quantidade de água 20 de composição (cerca de 180 mililitros) também pode ser adicionada à bebida após infusão. Uma bebida “Americana” pode utilizar os grãos expressos descritos acima com os vários grãos e combinações tendo diferentes características e gostos.

Como é mostrado, o cartucho 210 também pode ser usado para 25 infundir chá. Neste exemplo, cerca de 2,8 gramas de folhas de chá podem ser usados. O oposto ao método tradicional de coar chá durante diversos minutos, neste exemplo uma bebida da aproximadamente 210 mililitros (cerca de 218 g) pode ser infundida em cerca de 6,2 segundos. Chá gelado também pode ser infundido com a adição de uma quantidade de água de composição. Vários exemplos dos parâmetros de infusão são mostrados

abaixo:

Café I Café II Café III Café IV Chá Tipo Roma Escuro Rainforest Mistura Chai desjejum Tamanho 255 μιη 250 μιη 250 μηι 255 μιη da partícula Tamanho 8 onças 8 onças 8 onças 8 onças 8 onças da cápsula (227 gramas) (227 gramas) (227 gramas) (227 gramas) (227 gramas) Peso 6g 7,3 g 6g 6,75 g 2,8 g Densidade 0,378 g/ml 0,371 g/ml 0,425 g/ml 0,425 g/ml 0,426 g/ml Temperatura 102°C 102°C 102°C 102°C 102°C da água Pressão 11 Bar 11 Bar 11 Bar 11 Bar 11 Bar Tempo de 8,0 s 14,0 s 7,0 s 8,9 s 6,2 s infusão Tamanho da 35ml para 35ml para 210 ml para 210 ml 210 ml bebida expresso; expresso; Americano para 210 para 210 para Americano Americano; Americano; Capuccino Capuccino tem 124 g de tem 124 g de leite leite espumado; espumado; Lattes tem Lattes tem 187 g de 187 g de leite quente leite quente A combinação das variáveis descritas aqui assim provê um

cartucho de cápsula 210 que produz uma bebida com um gosto consistente. Especificamente, o gosto da bebida é consistente através do uso de qualquer número de cartuchos 210.

Os consumidores também estão interessados em café e outros tipos de bebidas que podem variar de intensidade de aroma. Como tal, é desejável oferecerem-se bebidas específicas de baixa, média e elevada intensidade. Tal intensidade variável pode ser possível mantendo-se o mesmo grau ou tipo de sementes, características de torragem, distribuição de tamanho de partícula, isto é, o mesmo perfil de grão e outros tipos de parâmetros de 5 infusão, porém variando-se o peso em grama dos grãos posicionados no mesmo.

Em outras palavras, um tipo consistente de grão pode ser usado para um tipo particular de bebida de café. Por exemplo, a distribuição de tamanho de partícula média pode ser usada para um tipo particular de 10 bebida de café. Por exemplo, a distribuição de tamanho de partícula média de um tipo particular de café pode permanecer entre 200 a cerca de 300 mícrons. Especificamente, cerca de setenta e cinco a cerca de oitenta e cinco por cento (75 - 85%) dos pós de café podem ter uma distribuição de tamanho de partícula média de cerca de 250 mícrons, com o resto sendo finos, isto é, 15 grãos com uma distribuição de tamanho de partícula menor do que cera de 100 mícrons.

Dependendo da densidade desejada da bebida, o peso em grama dos grãos pode ser variada. Por exemplo, uma bebida de baixa densidade pode ter cerca de seis (6) gramas dos grãos enquanto uma bebida 20 de alta densidade pode ter cerca de 7,5 gramas dos grãos para uma bebida de café típica de 8 onças (227 gramas). Uma bebida de densidade média situarse-ia no meio. Variando-se a quantidade de café também se varia o tempo de infusão com mais material requerendo um mais longo tempo de infusão. Na distribuição de tamanho de partícula específica, o cartucho de cápsula 210 25 tem a correta quantidade de partículas finas para limitar o fluxo de água através dele, a fim de prover extratos de café com uma desejada relação de aromáticos e aromatizante com os compostos amargos que são característicos do café.

Certos grãos também são constatados “florescerem” em específicas gramas força. Em outras palavras, certos atributos de sabores/aromas são intensificados ou otimizados em um peso em grama particular dado o tamanho médio de partícula. Misturas representativas de todas três categorias de baixas, médias e altas intensidades de aroma assim podem ser encontradas.

Assim, as mesmas técnicas de moagem, distribuição de tamanho de partícula e outros parâmetros de infusão podem ser usados para cada tipo de bebida de café, embora a intensidade possa ser variada simplesmente variando-se o peso em grama. O presente sistema assim provê 10 um vasto número de bebidas com variáveis intensidades, porém com desempenho altamente repetitivo. A variação do peso em grama também se aplica aos materiais infusíveis além do café, tais como folhas de chá. Materiais infusíveis, solúveis, dispersáveis e outros tipos podem ser usados.

Claims

1. Cápsula de café, caracterizada pelo fato de compreender: uma parede lateral substancialmente rígida; uma base substancialmente rígida; e grãos de café posicionados na mesma; em que mais do que cerca de setenta por cento (70%) dos grãos de café compreendem uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 200 a cerca de 300 mícrons; em que os grãos de café compreendem um peso de cerca de (5) a cerca de oito (8) gramas.

2. Cápsula de café de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de cerca de setenta e cinco a cerca de oitenta e cinco por cento (75 - 85%) dos grãos de café podem ter uma distribuição de tamanho de partícula de cerca de 250 mícrons.

3. Cápsula de café de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de até cerca de 30% dos grãos de café compreenderem uma distribuição de tamanho de partícula menor do que cerca de 100 mícrons.

4. Cápsula de café de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a cápsula compreender cerca de 8 onças (227 gramas) para uma bebida de 8 onças (227 gramas).

5. Cápsula de café de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de os grãos de café compreenderem cerca de seis (6) gramas pra uma bebida de baixa intensidade.

6. Cápsula de café de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de os grãos de café compreenderem cerca de oito (8) gramas para uma bebida de elevada intensidade.

7. Método para preparar uma bebida, caracterizado pelo fato de compreender: moer uma pluralidade de sementes de café, de modo que mais do que cerca de setenta por cento (70%) de primeiros grãos de café resultantes compreenderem uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 200 a cerca de 300 mícrons; colocar os primeiros grãos de café em uma cápsula; variar a quantidade dos primeiros grãos de café a fim de variar a intensidade da bebida resultante; e escoar água através da cápsula, a fim de produzir a bebida resultante.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de cerca de setenta e cinco a cerca de oitenta e cinco por cento (75 — 85%) dos primeiros grãos de café poderem ter uma distribuição de tamanho de partícula de cerca de 250 mícrons.

9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda moer a pluralidade de sementes de café, de modo que não mais do que trinta por cento (30%) de segundos grãos de café resultantes compreenderem uma distribuição de tamanho de partícula menor do que cerca de 100 mícrons.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender ainda colocar os segundos grãos dentro da cápsula.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de cerca de seis (6) gramas do primeiro e do segundo grãos de café resultar em uma bebida de baixa densidade.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de cerca de oito (8) gramas dos primeiro e segundo grãos de café resultarem em uma bebida de alta densidade.

13. Cápsula de material infiisível, caracterizada pelo fato de compreender: uma parede lateral substancialmente rígida; uma base substancialmente rígida; e uma quantidade de um material infusível posicionado dentro da mesma; em que mais do que cerca de setenta por cento (70%) da quantidade de material infusível compreenderem uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 200 a cerca de 300 mícrons; e em que a quantidade de material infusível compreender um peso de cerca de cinco (5) a cerca de oito (8) gramas.

14. Cápsula de material infusível, caracterizada pelo fato de a quantidade de material infusível compreender grãos de café.

15. Cápsula de material infusível, caracterizada pelo fato de a quantidade de material infusível compreender folhas de chá.