BRPI0608921B1 - Compartimento para conter uma quantidade de material miscível, método para preparar e acondicionar moídos de um material cru, e, compartimento para café - Google Patents

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Bradley Green Charles
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The Coca-Cola Company
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Abstract

compartimento para conter uma quantidade de material miscível, metodo para preparar e acondicionar moídos de um material cru, e, compartimento para café. um compartimento para conter um volume de material miscível. o compartimento pode incluir uma parede lateral circular e uma base. a base pode incluir um número de orificios. um papel de filtro substancialmente rígido pode ser posicionado ao redor da base.

Description

(54) Título: COMPARTIMENTO PARA CONTER UMA QUANTIDADE DE MATERIAL MISCÍVEL, MÉTODO PARA PREPARAR E ACONDICIONAR MOÍDOS DE UM MATERIAL CRU, E, COMPARTIMENTO PARA CAFÉ (51) lnt.CI.: B65D 81/34; B65D 85/804; A47J 31/40 (30) Prioridade Unionista: 09/05/2005 US 10/908,350 (73) Titular(es): THE COCA-COLA COMPANY (72) Inventor(es): CHARLES BRADLEY GREEN; LOUIS JOSEPH HEINSZ; JONATHAN KIRSCHNER (85) Data do Início da Fase Nacional: 09/11/2007 “COMPARTIMENTO PARA CONTER UMA QUANTIDADE DE MATERIAL MISCÍVEL, MÉTODO PARA PREPARAR E ACONDICIONAR MOÍDOS DE UM MATERIAL CRU, E, COMPARTIMENTO PARA CAFÉ”
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se geralmente a um recipiente para material de infusão e, mais particularmente, refere-se a um compartimento para uso no preparo automático de café, chá e outras bebidas.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Vários tipos de dispensadores automáticos de café e chá são conhecidos. Descritos de modo geral, estes dispensadores contêm uma medida de café, folhas de chá moídos ou outros tipos de material de preparo de bebida em um recipiente de algum tipo. Tipicamente, água quente é adicionada ao material de modo a preparar a bebida. O material é, normalmente, contida em algum tipo de recipiente descartável que tem que ser aberto ou penetrado de modo a permitir que a água quente passe através do mesmo.
Uma desvantagem desses conhecidos dispositivos de preparo de bebida é o fato dos elementos do dispositivo que ficam em contato com o material de preparo de bebida terem que ser normalmente limpos. Além disso, o recipiente para o material tem que ser inserido e alinhado no dispensador para cada bebida. Como resultado, o dispensador de bebida como um todo pode ser um tanto lento entre os ciclos de bebida devido ao recipiente ter que ser inserido, alinhado, removido e/ou os elementos do dispensador terem que ser limpos.
Há um desejo, por conseguinte, que um dispositivo que prepara a bebida com um tempo de ciclo breve. O dispositivo, de preferência, deve ser relativamente barato e fácil de usar e produzir uma bebida de alta qualidade. Do mesmo modo, o dispositivo deve, de preferência, ser adaptável para diferentes tipos de materiais de preparo de bebida e quantidades de materiais de preparo de bebida.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
O presente pedido descreve, assim, um compartimento para conter uma quantidade de material miscível. O compartimento pode incluir uma parede lateral circular e uma base. A base pode incluir um número de orifícios. Um papel de filtro substancialmente rígido pode ter uma relação entre altura e diâmetro de cerca de 0,435 ou menos. O número de orifícios pode ser de cerca de 54. Uma tampa côncava pode ser posicionada no interior da parede lateral circular. O papel de filtro substancialmente rígido pode ter uma gramatura de cerca de 40 gramas por metro quadrado e uma resistência à jato úmido e cerca de 62 kPa. O papel de filtro pode resistir à deformação sob pressão de água de até cerca de 1 MPa por até cerca de 8 a 15 segundos. O papel de filtro pode incluir um número de folhas de papel de filtro. O material de preparo de bebida pode ficar em contato direto com a parede lateral circular.
Um método aqui descrito provê o preparo e acondicionamento de moídos de um material cru. O método pode incluir as etapas de moagem por rolos do material cru de modo que o menor dos 10% (d(0,l)) dos moídos tenha cerca de 40 mícrons, colocando os moídos em um compartimento substancialmente rígido, e tamponando os moídos com uma tampa.
, A etapa de moagem por rolos pode incluir moer os moídos de modo que mais de 80% dos moídos tenha uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 220 e cerca de 250 mícrons. A etapa de moagem por rolos pode prover também um diâmetro médio de superfície menor do que cerca de 100 mícrons. A etapa de colocação e etapa de tamponamento resultam em uma densidade de moído de cerca de 0,371 gramas por mililitro a cerca de 0,426 gramas por mililitro. O método pode ainda incluir a etapa de pôr em infusão o moído por cerca de 6 a 14 segundos.
O presente pedido descreve adicionalmente um compartimento para conter uma quantidade de material miscível. O compartimento pode incluir uma parede lateral substancialmente rígida, uma base substancialmente rígida, e uma tampa. A parede lateral pode incluir um diâmetro interno e uma altura utilizável se estendendo da base até a tampa. A altura utilizável e o diâmetro interno podem incluir uma relação menor do que cerca de 0,44. A relação pode ser também de cerca de 0,3 ou menos.
O presente pedido descreve adicionalmente um compartimento para café. O compartimento para café pode incluir uma parede lateral substancialmente rígida, uma base substancialmente rígida, uma tampa e moídos de café posicionados no mesmo. Mais de 75% de moídos e café pode ter uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 200 e 300 microns. Altemativamente, mais de 80% dos moídos de café pode ter uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 220 e 250 microns. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de um modo de realização de um sistema de dispensador de bebida para uso coma presente invenção.
A Fig. 2 é uma vista de topo do sistema de dispensador de bebida da Fig. 1.
A Fig. 3 é uma vista em perspectiva de um sistema de torre do sistema dispensador de bebida da Fig. 1.
A Fig. 4 é uma vista em perspectiva de um conjunto injetor do sistema dispensador de bebida da Fig. 1, com as rodas-guia e a mola de retomo da chapa de suporte mostradas em linhas pontilhadas.
A Fig. 5 é uma vista em perspectiva traseira do conjunto injetor do sistema dispensador de bebida da Fig. 1, com a roda ociosa e o comutador de limitação mostrados em uma vista recortada.
A Fig. 6 é uma vista em perspectiva de um compartimento como descrito aqui.
1.4
A Fig. 7 é uma vista em perspectiva de um compartimento como descrito aqui.
A Fig. 8 é uma vista em seção transversal lateral do compartimento da Fig. 6.
A Fig. 9 é uma vista em perspectiva de topo do compartimento da Fig. 6.
A Fig. 10 é uma vista em perspectiva de fundo do compartimento da Fig. 6.
A Fig. 11 é uma vista em seção transversal lateral de um compartimento mostrando a tampa.
A Fig. 12 é uma vista em seção transversal lateral de um cartucho de compartimento com uma quantidade de material de preparo de bebida posicionado no mesmo.
A Fig. 13 é uma vista plana lateral de um modo de realização alternativo da tampa do compartimento da Fig. 6.
A Fig. 15 é uma vista plana lateral de um moedor para uso com a invenção aqui descrita.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Com referência agora aos desenhos, nos quais números iguais se referem a elementos iguais por todas as diversas vistas, as Figs. 1 e 2 mostram uma aplicação de um sistema dispensador de bebida 100. Nestas figuras, um aparelho de compartimento de preparo de bebida 300 é mostrado. O aparelho de compartimento de preparo de bebida 300 pode incluir um trocador de calor 150 posicionado dentro de um reservatório de água quente 160 e em comunicação com um bocal de injeção 200 conforme mostrado. Neste modo de realização, os elementos do sistema dispensador de bebida 100 como um todo são montados sobre uma armação de dispensador 305. A armação de dispensador 305 pode ser constituída de aço inox, alumínio, outros tipos de metais, ou outros tipos de materiais substancialmente não5 corrosivos.
O bocal de injeção 200 pode interagir com um ou mais cartuchos de compartimento 210 para produzir a bebida desejada em um copo 230 ou qualquer outro tipo de receptáculo. Os cartuchos de compartimento
210 podem ser posicionados no sistema dispensador de bebida 100 dentro de um conjunto de torre 310. O conjunto de torre 310 pode ser acoplado fixamente à armação de dispensador 305. Conforme mostrado na Fig. 3, o conjunto de torre 310 pode incluir uma chapa de torre 320 posicionada dentro de uma armação de torre 325. A armação de torre 325 pode ser constituída de aço inox, alumínio, outros tipos de metais convencionais, ou tipos similares de materiais substancialmente não-corrosivos. A chapa de torre 320 pode ser substancialmente circular ou ter qualquer forma conveniente. A chapa de torre 320 pode incluir um número de orifícios de compartimento 330. Os orifícios de compartimento 330 podem ser dimensionados para acomodar os cartuchos de compartimento 210. A chapa de torre 320 por girar ao redor de um pino de torre 340. Um motor de torre 350 pode acionar o conjunto de torre 310. O motor de torre 350 pode ser um motor de CA convencional ou um tipo similar de dispositivo. O motor de torre 350 pode acionar o conjunto de torre 310 a cerca de 6 a 30 rpm, com cerca de 25 rpm sendo preferido.
A chapa de torre 320 pode ter também um número de detentores 360 posicionado ao redor de sua periferia. Os detentores 360 podem ser posicionados ao redor de cada um dos orifícios de torre 330. Os detentores 360 podem cooperar com um ou mais comutadores de limitação 365 de modo a controlar a rotação da chapa de torre 320. A rotação da chapa
320 pode ser interrompida quando o comutador de limitação 360 encontra um dos detentores 360. A rotação da chapa 320 pode ser controlada por tipos similares de dispositivos.
Posicionado adjacente ao conjunto de torre 310, pode haver um conjunto injetor 400. O conjunto injetor 310 pode ser fixamente acoplado à armação do dispensador 305. O conjunto injetor 400 pode incluir também uma armação de injetor 410 se estendendo acima do conjunto de torre 310. A armação de injetor 410 pode ser constituída de aço inox, outros tipos de metais, ou tipos similares de materiais substancialmente não-corrosivos.
Com referência agora às Figs. 4 e 5, o conjunto injetor 400 pode incluir o bocal de injeção 200 como descrito acima com respeito à Fig.
2. O bocal de injeção 200 pode ter uma ponta estreita de modo a preparar o cartucho de compartimento 210, caso necessário, ou uma boca larga para acomodar todo o cartucho de compartimento 210. O conjunto injetor 400 pode incluir uma cabeça de injetor 420 que coopera com o bocal de injeção 200. A cabeça de injetor 420 pode ser ligeiramente maior em diâmetro do que os cartuchos de compartimento 210. A cabeça de injetor 420 pode ser constituída também de aço inox, plástico, ou tipos similares de materiais substancialmente não-corrosivos. A cabeça de injetor 420 pode incluir um anel de vedação posicionado ao redor de sua periferia. O anel de vedação pode ser constituído de borracha, silicone ou outros tipos de materiais elásticos de modo que uma vedação substancialmente à prova de água seja formada entre a cabeça de injetor 420 e o cartucho de compartimento 210. O trocador e calor 150 pode ficar em comunicação com a cabeça de injeção 420 de modo a prover água quente pressurizada aos cartuchos de compartimento 210.
A cabeça de injetor 420 pode ser móvel em um plano substancialmente vertical via um sistema de carne 440. (Os termos “vertical” e “horizontal” são usados como um quadro de referência em oposição a posições absolutas. A cabeça de injetor 420 e os outros elementos aqui descritos podem operar em qualquer orientação). Um motor de acionamento de sistema de carne 450 pode acionar o sistema de carne 440. O motor de acionamento 450 pode ser um motor de CA convencional similar ao motor de torre 350 descrito acima. O motor de acionamento 450 também pode ser um motor monofásico de indução ou um motor do tipo de CC. O motor de acionamento 450 pode girar um came excêntrico 460 via um sistema de correia de acionamento 470. O motor de acionamento 450 e o sistema de engrenagens 470 podem girar o came excêntrico 460 a cerca de 6 a cerca de 30 rpm, com cerca de 25 rpm sendo preferido. O came excêntrico 460 pode ser modelado de modo que sua posição inferior possa ter um raio de cerca de 4.1 a cerca de 4,8 centímetros, enquanto sua posição superior pode ter um raio de cerca de 3,4 a 4,1 centímetros.
O came excêntrico 460 pode cooperar com uma roda ociosa 480. A roda ociosa 480 pode ficar em comunicação com, e, montada dentro d e uma chapa de suporte 490. A chapa de suporte 490 pode manobrar ao redor da armação de injetor 410. A chapa de suporte 490 pode ser feita de aço inox, outros tipos e aço, plástico ou outros materiais. A chapa de suporte 490 pode ser fixamente acoplada à cabeça de injetor 420. A chapa de suporte 490 pode ter um número de rodas-guia 500 posicionadas sobre a mesma de modo que a chapa de suporte 490 possa se mover na direção vertical dentro da armação do injetor 410. Uma mola de retomo 520 também pode ser acoplada à chapa de suporte e à armação de injetor 410. Um comutador de limitação 530 pode ser posicionado ao redor do came 460 de modo que sua rotação não exceda certa quantidade.
A cabeça de injetor 420 pode, assim, manobrar para cima e para baixo na direção vertical, via o sistema de came 440. Especificamente, o motor de acionamento 450 pode girar o came excêntrico 460 via o sistema de engrenagens 470. Quando o came excêntrico gira com um raio sempre crescente, a roda ociosa 480 pulsa a chapa de suporte 490 para baixo de modo que a cabeça de injetor 420 fique em contato com um cartucho de compartimento 210. O came excêntrico 460 pode abaixar a cabeça de injetor 420 por cerca de 6,4 a 12,7 milímetros. Uma vez que a cabeça de injetor 420 fica em contato com o cartucho de compartimento 210, o came excêntrico 460 pode continuar a girar e aumentar a pressão sobre o cartucho de compartimento 210 até que o carne 460 atinja o comutador de limitação 530. A cabeça de injetor 420 pode encaixar o cartucho de compartimento 210 com uma força para baixo de cerca de 136 a 160 quilogramas. O anel de vedação pode, assim, formar uma vedação substancialmente à prova de ar e água ao redor do cartucho de compartimento 210. O motor de acionamento 450 pode manter o carne 460 no lugar por uma quantidade de tempo predeterminada. O sistema de carne 440 pode, então, ser invertido de modo que a cabeça de injetor 420 retome para sua posição original.
Uma vez que o bocal de injeção 200 da cabeça de injetor 420 fica em contato com o cartucho de compartimento 210, a água quente à alta pressão pode fluir do trocador de calor 150 para a cabeça de injetor 420. A pressão da água fluindo através do cartucho de compartimento 210 pode variar com a natureza do material de preparo de bebida 550 no mesmo.
As Figs. 6-12 mostram um modo de realização do cartucho de compartimento 210 que pode ser usado com o sistema dispensador de bebida 100 ou outros tipos de sistemas de bebida. De fato, o cartucho de compartimento 210 pode ser suado com qualquer tipo de material miscível, aromatizantes, aditivos e outras substâncias. O cartucho de compartimento 210 pode ter substancialmente a forma de um copo 600. O copo 600 pode ser constituído de um termoplástico convencional, como poliestireno, polietileno, polipropileno e tipos de materiais similares. Altemativamente, aço inox ou outros tipos de materiais substancialmente não-corrosivos também podem ser usados. O copo 600 pode ser substancialmente rígido de modo a suportar o calor e pressão do ciclo de infusão sem transmitir sabores estranhos. Como descrito abaixo, porém, pelo termo “rígido”, queremos dizer que o copo 600 pode flexionar ou se deformar ligeiramente quando sob pressão.
O copo 600 pode incluir uma parede lateral substancialmente circular 610 e uma base substancialmente plana 620. Outras formas também podem ser usadas. A parede lateral 610 e a base 620 do copo 600 podem ser moldadas e formar um elemento unitário ou uma parede lateral separada 610 e uma base separada 620 pode ser fixamente acoplada uma à outra. A parede lateral 610 e a base 620, bem como o copo 600 como um todo, podem ter qualquer diâmetro conveniente de modo a acomodar os orifícios de compartimento 330 da chapa de torre 320 do conjunto de torre 310 e a cabeça de injetor 420 do injetor 400. Altemativamente, a parede lateral 610 e a base 620 do copo 600 podem ter qualquer diâmetro conveniente de modo a acomodar outros tipos de sistemas de dispensador de bebida 100 ou tipos de dispositivos similares.
Como exemplo, a parede lateral 610 pode ter um diâmetro interno de cerca de 39,3 milímetros com uma espessura de parede de cerca de 1,1 mm. A parede lateral 610 pode ter um afunilamento ligeiro do topo ao fundo. Outros tamanhos ou dimensões podem ser suados, como desejado.
O copo 600, como um todo, pode ter uma profundidade variável dependendo da quantidade de material de preparo de bebida pretendida a ser usada no mesmo. No caso do copo 600 de uso pretendido ter cerca de 355 mililitros de bebida, o copo 600 pode ter uma altura total de cerca de 28,7 mm e uma altura interna utilizável de cerca de 17,1 mm. A relação altura/diâmetro para o copo de 355 mm será, por conseguinte, 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 6,4g de um material de polipropileno.
Um copo a ser suado, por exemplo, com cerca de 237ml de bebida pode ter uma altura de cerca de 22,5 mm e uma altura interna utilizável de cerca de 11,9 mm. A relação pode, assim, 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 5,8g de um 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 usando uma quantidade mínima de material. O cartucho 210, como um toso, pode ter cerca de 5 a cerca de 8 gramas de material plástico no mesmo quando no uso, por exemplo, de um homopolímero de polipropileno. Como resultado, o copo 600 e o cartucho 210 como um todo podem suportar temperaturas superiores a cerca de 93°C por até 60 segundos ou mais a uma pressão hidráulica superior a cerca de 1,0 MPa. Embora o copo 600 tendo estas relações possa fletir ou se deformar um pouco, o copo 600 e o cartucho 210, como um todo, deve suportar a esperada pressão de água passando através do mesmo. Estas dimensões e características têm finalidade exclusiva de exemplo. A parede lateral 610 e a base 620 do copo 600 podem assumir qualquer tamanho ou forma desejada. Por exemplo, a parede lateral 610 pode ser reta, afunilada, escalonada ou curvada, caso desejado.
A base 620 pode incluir um número de orifícios 640 formados na mesma. Os orifícios 640 podem se estender através da largura da base 620. Os orifícios 640 podem ser grandemente circulares em forma, com um diâmetro individual de cerca de 1,6 mm. Qualquer forma ou tamanho desejado, entretanto, pode ser suado. Neste modo de realização, cerca de 54 orifícios 640 são usados, embora qualquer número possa ser suado. O número selecionado e o tamanho de orifícios 640 provêm a queda de pressão apropriada quando um copo de certa dimensão é usado.
A base 620 pode ter um número de nervuras de suporte 650 posicionados sobre a mesma. Uma nervura circular interna 660, uma nervura circular externa 670, e um número de nervuras radiais 680 pode ser usado. Neste modo de realização, as nervuras 650 podem ter uma profundidade de cerca de 1 mm, embora qualquer espessura desejada possa ser suada. Do mesmo modo, qualquer número desejado e/ou forma das nervuras 650 pode ser suado. O projeto das nervuras 650 provê maior suporte e estabilidade ao cartucho 210 como um todo com uma quantidade mínima de material.
A parede lateral 610 do topo 600 pode incluir também um lábio superior 700. O lábio superior pode incluir uma porção de topo substancialmente plana 710. A porção de topo plana 710 pode ter uma largura em tomo de 3,4 mm. O lábio 700 pode ser configurado para acomodar o tamanho dos orifícios de compartimento 330 e a cabeça de injetor 420 enquanto usando tão pouco material quanto possível. Isto é particularmente verdade, dado que o cartucho 210 como um todo é, geralmente, suportado apenas ao redor de seu lábio 700 durante o processo de injeção.
As Figs. 13 e 14 mostram um modo de realização alternativo do lábio 700. Neste modo de realização, um lábio 720 pode incluir a porção de topo substancialmente plana 710 e um flange inclinado para baixo 730 que se estende da porção de topo 730. O flange 730 pode se estender para baixo, para formar um bolso 740 com a parede lateral 610. O topo do bolso 740 pode ter um raio interno curvo. O flange 730 e o bolso 740 do lábio 720 são dimensionados para acomodar o tamanho dos orifícios de compartimento 330.
Com referência novamente às Figs. 6-12, a parede lateral 610 do copo 600 pode incluir também um número de recortes 760 formados na mesma. Neste modo de realização, um primeiro recorte 760, porém, pode ser suado. Por exemplo, apenas dois recortes 760 podem ser suados com um copo 600 de 237ml. Os recortes 760 podem ser contínuos ao redor 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 em forma de cunha ao redor de sua periferia para inserção dentro de um recorte 760. O uso de recortes 760 assegura que a tampa 790 permaneça no lugar. A borda 800 pode ser contínua ou intermitente de modo a casar com os recortes 760. A tampa 790 é, de preferência, arqueada para dentro ou pode ser grandemente côncava em forma. A tampa 790 pode ter cerca de 0,8g de um material de polipropileno.
ot3
A tampa 790 pode ser colocada em um dos recortes 760 dependendo da quantidade de material de preparo de bebida que deve ser colocada no copo. A tampa 790 pode ser arqueada para baixo em uma forma côncava de modo a derivar o material de preparo de bebida 550 para baixo sob pressão e impedir seu desvio da mesma. A tampa 790 pode prover a força de tampa correta para o material de preparo de bebida 550 e manter o material sob carga via um princípio de arruela Belleville. O uso da tampa 790 para tampar o material de preparo de bebida 550 permite também uma mais rápida velocidade de carregamento ao carregar o copo 600 com o material de preparo de bebida 550. A tampa 790 pode ter também um número de orifícios 810 na mesma para permitir a água da cabeça de injetor 420 atravessá-la. Dependendo da natureza da cabeça de injetor 420, o uso da tampa 790 pode não ser necessário.
O copo 600 pode ser revestido com uma ou mais camadas de um papel de filtro 850. O papel de filtro 850 pode ser do tipo normal, usado para coletar o material de preparo de bebida 550 enquanto permite a bebida atravessá-lo, O papel de filtro 850, entretanto, deve ter suficiente resistência, rigidez, e/ou porosidade, de modo que ele não seja desviado para os orifícios 640 da base 620 e/ou permita que partículas finas do material de preparo de bebida 550 feche ou entupa os orifícios 640. O entupimento dos orifícios 640 pode criar um desbalanceamento na queda de pressão através do cartucho 210. Devido ao papel rígido 850, que resiste substancialmente à deformação, os orifícios 640 da base 620 do copo 600 podem ter um diâmetro algo maior para aumento de fluxo através dos mesmos.
Por exemplo, o papel de filtro 850 pode ser feito com uma combinação de fibras de celulose e termoplásticas. Exemplos de papéis de filtro adequados 850 são os vendidos por J.R. Crompton Ltd. of Gainesville, Geórgia, sob as designações PV-377 e PV-437-C. Por exemplo, o material PV-347C pode ter uma gramadura de cerca de 40 g/m e uma resistência à jato de umedecimento de cerca de 62kPa. Tipos similares de materiais podem ser usados. Múltiplas folhas de papel também podem ser usadas. Cada uma das múltiplas folhas pode ter as mesmas características ou diferentes.
O cartucho de compartimento 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 no mesmo sem o uso de adesivos. A camada de filtro superior 860 pode não precisar de tanta resistência como a camada inferior 870. A camada de filtro superior 860 geralmente provê dispersão de água e impede os moídos de entupirem a cabeça de injetor 420. O próprio material de preparo de bebida 550 pode ser posicionado entre as camadas de filtro superior e inferior 860, 870. De preferência, o material de preparo de bebida 550 fica em contato direto com a parede lateral 610, ou seja, não há papel de filtro 850 posicionado ao redor do diâmetro interno do copo 600. Este posicionamento força a água a atravessar o próprio material de preparo de bebida 550 em oposição a se deslocar através da tampa 600 via o papel de filtro 850.
O material de preparo de bebida 550 pode ser colocado dentro de um envelope de folha ou outro tipo de barreira substancialmente impermeável a ar. O envelope de folha 590 pode servir para manter o material de preparo de bebida 550 nele fresco e fora de contato com o ar ambiente. Altemativamente,, todo o cartucho de compartimento 210 pode ser colocado dentro de um envelope inteiro, individualmente ou em grupo, até que o cartucho 210 esteja pronto para us.
O próprio material de preparo de bebida 550 é, normalmente, preparado em um moedor 900. O moedor 900 pode ter um material bruto, grãos de café neste exemplo, e moê-los em moídos de café. Conforme mostrado na Fig. 15, o moedor 900 é, de preferência, um moedor de rolos. Um exemplo de tal moedor 900 é fabricado por Modem Process Equipment, Inc, de Chicago, Illinois, sob a designação de modelo 660FX. Um moedor de rolo 900 é preferido sobre outros tipos de moedores, como um moedor de rebarba. Os moedores de rolo parecem prover melhor distribuição de tamanho de partícula, ou seja, a distribuição de tamanho de partícula é mais consistente. O moedor de rolo 900 provê menos partículas maiores que podem tender a ser sub-extraídos e prover menos “finos” com desvio de sabor ou muito poucas partículas de café pequenas que tende a alterar o gosto da bebida final por excesso e extração e contribuindo para o amargor. A limitação de finos tem também um efeito sobre a contrapressão no interior do cartucho de compartimento 210 uma vez que a contrapressão é inversamente proporcional ao quadrado do tamanho da partícula. A contrapressão, desse modo, aumenta quando o tamanho da partícula diminui.
Uma comparação entre um moedor de rolo e um moedor de rebarba está mostrada abaixo. A distribuição de partícula de moedor de rolo (o moído “Rainforest” com o pico à esquerda) termina a cerca de 8,0 micrômetros de tamanho de partícula, enquanto o moedor de rebarba (o moído “Milano” com o pico à direita) continua até cerca de 0,1 micrômetro de tamanho de partícula. Do mesmo modo, há poucas partículas maiores com o moedor de rolo
Figure BRPI0608921B1_D0001
Conforme mostrado, mais de 80% dos moídos pelo moedor e rolo 900 tem uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 220 e cerca de 250 mícrons, com mais de 99% tendo uma distribuição de tamanho de partícula entre cerca de 8 e 650 mícrons. De modo grosseiro, mais de 75% de moídos e 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 ao redor de 250 mícrons proveja uma melhor bebida, uma certa quantidade e partículas finas também pode ser desejada para prover a resistência e pressão desejada durante o preparo. A falta de finos suficiente pode permitir que a água atravesse muito rapidamente. Desse modo, 10a 20% da distribuição pode ficar ao redor da faixa de 40 mícrons.
De modo a controlar o número de finos e controlar a contrapressão e resistência, uma avaliação do tamanho de partícula do menor 10% d(0,l) pode ser usada. Quanto menor reste número, maior a percentagem de partículas menores do que um dado diâmetro. A posição de d(0,l) está
Figure BRPI0608921B1_D0002
De modo geral e como exemplo, d(0,l) de cerca de 43 mícrons pode ser aceitável, enquanto 25 mícrons pode ser inaceitável.
Uma abordagem similar é considerar o diâmetro médio de área superficial. O diâmetro médio de área superficial é útil devido ao fato de à medida que o tamanho de partícula diminui, a relação de área superficial/volume aumenta rapidamente. O diâmetro médio de área superficial é calculado pela multiplicação de cada diâmetro de partícula pela área superficial total de material em todas as partículas desse tamanho, somando e dividindo pela área superficial total de todas as partículas. Desse modo, para um diâmetro nas coordenas 3, 2 mostradas acima, o cálculo seria:
Figure BRPI0608921B1_D0003
DE modo geral e como exemplo, um diâmetro médio de área superficial 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 enfoque sobre a presença de partículas maiores. Por exemplo, o diâmetro médio de volume D[4, 3] também pode ser calculado?
D[4,3] =
Figure BRPI0608921B1_D0004
Figure BRPI0608921B1_D0005
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 para limitar o amargor enquanto mantendo uma pressão constante através dos mesmos. Tal distribuição de tamanho de partícula provê uma bebida de café com gosto melhor e consistente.
O moedor 900 também pode incluir um densificador 910. O densificador 910 pode incluir um número de lâminas para formar os moídos individuais em um tamanho e forma mais uniforme. Especificamente, os moídos parecem ter uma forma esférica mais uniforme e parecem ser algo endurecidos. Densificação dos moídos resulta na mudança das característica da infusão pelo fato do aumento em densidade mudar a natureza do fluxo de água através dos moídos.
Em adição a criar esferas substancialmente uniformes, o densificador 920 parece também reduzir o número de finos ou partículas pequenas por “grudar” as partículas menores às maiores. Esta agregação pode ser devida os óleos presentes nos moídos, o trabalho adicionado aos moídos, ou outras causas. Por exemplo, com densifícação, sólidos no café podem ser ao redor de 6%. Sem densifícação, porém, os sólidos podem atingir cerca de 7,5%, o que provê um produto acabado que pode ser muito forte. O resultado final é uma menor distribuição de tamanho partícula uniforme. Embora a densifícação tenha sido usada para melhorar a compactação de café, densifícação não foi empregada para mudar as características de bebida dos moídos.
No uso, a camada inferior 670 de papel de filtro pode ser colocada com o copo 600 do cartucho de compartimento 210 ao longo da base
620. Uma quantidade do material de preparo de bebida 550 pode, então,s reposicionada no mesmo. A camada superior 860 do papel de filtro pode, então, ser colocada sobre o material de preparo de bebida 55, caso desejado. A tampa 790 pode, então, ser colocada dentro do copo 600 para tampar o material de preparo de bebida 550 com cerca de 13,6kg de força. A quantidade de força pode variar. Uma vez que a tampa 790 tenha compactado o material de preparo de bebida 550, a borda 800 da tampa 790 é posicionada dentro de recorte apropriado 760 dentro da parede lateral 610 do copo 600. O compartimento 210 pode, então, ser vedado ou de outro modo despachado para uso com o sistema dispensador de bebida 100 ou de outro modo.
O compartimento 210 pode ser posicionado dentro de um dos orifícios de compartimento 330 no conjunto de torre 310. Especificamente, a borda externa do orifício de compartimento 330 fica alinhada com o lábio 700 do copo 600, de modo que o copo 600 seja suportado pelo lábio 700. A cabeça de injetor 420 pode, então, ser posicionada ao redor do compartimento
210. O anel de vedação da cabeça de injetor 420 pode vedar ao redor da porção de topo 710 do lábio 700 do copo 600. O uso de lábio arredondado ou um lábio com uma forma não-plana pode causar dano ao anel de vedação , dada a quantidade de pressão envolvida, ou seja, como descrito acima, a cabeça de injetor 420 pode encaixar o cartucho de compartimento 210 com
U.5 uma força descendente de cerca de 136 a cerca de 160 quilogramas de força e ao fluxo de água entrando pode ser pressurizado a cerca de 1,0 a cerca de 1,4 MPa. A pressão da água fluindo através do cartucho de compartimento 210 pode variar com a natureza do material de preparo de bebida 550. A água quente pressurizada pode ser provida ao cartucho 210 a partir de qualquer fonte.
A água passando através da cabeça de injetor 420 pode se espalhar sobre a tampa 790 e seus orifícios 810 e para o material de preparo de bebida 550. A natureza do fluxo de água através do cartucho 210 como um todo depende em parte da geometria e tamanho do cartucho 210, a natureza, tamanho e densidade do material de preparo de bebida 550, a pressão de água, a temperatura da água, e o tempo de infusão. A alteração de qualquer um desses parâmetros pode alterar a natureza da bebida preparada. A bebida preparada pode, então atravessar os orifícios 640 na base 620 do copo 600.
Conforme mostrado na Fig. 12, o cartucho de compartimento 210 pode ser carregado com diferentes tipos de moídos, folhas, ou outros tipos de material de preparo de bebida 550. NO caso de uma bebida expresso servida isoladamente de cerca de 35ml, cerca de 6 a 8 gramas de café especialmente moído podem ser colocados no cartucho de compartimento 210. Do mesmo modo, a mesma quantidade de café moído pode ser suada para preparar um café estilo americano com a adição de cerca de 180ml de água. Cerca de 4g de folhas de chá pode ser adicionada ao cartucho de compartimento 210 para preparar cerca de 180ml de copo de chá.
Cada tipo diferente de café ou de outro tipo de material de preparo de bebida 550 tem uma moído de tamanho diferente. Por exemplo, um grão de café pode ser moído a cerca de 500 a 800 partículas para um típico café coado. O mesmo grão de café pode ser moído em mais de 3500 partículas para um moído de expresso. As próprias partículas têm tamanhos e pesos diferentes.
Manter a uniformidade de tamanho de partículas, como descrito acima, é preferido. Partículas de café moído fora do tamanho correto geralmente produzirão sobre extrato ou sub-extrato dos sólidos solúveis do café. O uso de moedor 900 ajuda a assegurar um tamanho de partícula mais consistente. O uso do densificador 910 também ajuda no provimento de uniformidade de tamanho de partículas. Tamponar os moídos de café ajuda a prover fluxo de fluido uniforme através do copo 600. Como descrito acima, tamanho de partícula se relaciona à contrapressão que faz o “trabalho” de preparar a bebida.
Com respeito ao tempo e temperatura de preparo, as temperaturas ficam, tipicamente, na faixa ao redor de 85 a 100°C ou, por vezes, mais quente a cerca de 1,0 ou 1,4 MPa a água dentro do reservatório de água quente 160 pode ser aquecida a cerca de 102°C pelo trocador de calor 150. A água perde parte de seu calor ao passara através da cabeça de injetor 420 e para o cartucho 210.
Como exemplo, um expresso “Roma” como descrito acima, pode usar o cartucho 210 de 237ml com cerca de 6 gramas de moído de café. O cartucho 210 pode produzir cerca de 35ml da bebida. A água pode deixar o reservatório de água quente 160 a cerca de 102°C e ter um tempo de infusão de cerca de 9 segundos a cerca de 1,1 MPa. (Densificação dos moídos pode acelerar o tempo de infusão e reduzir a quantidade de material extraído). O cartucho 210 de 355ml poderia ser usado também se a tampa 790 for colocada em um recorte inferior 760. Uma bebida “Escura” tem propriedades similares, mas usa cerca de 7,3g dos moídos. Como resultado, o tempo de infusão é de cerca de 14 segundos.
Uma bebida “Rainforest” pode usar também o cartucho 210 de 237ml com cerca de 6g de moídos em seu interior. Estes moídos, porém, são mais grosseiros do que os moídos Roma, de modo que a velocidade de fluxo através do cartucho 210 pode ser maior. Desse modo, o tempo de infusão
Figure BRPI0608921B1_D0006
seria de cerca de 7 segundos (mais u menos 2 segundos). Uma certa quantidade de água de preparo (cerca de 180ml) também compartimento e ser adicionada à bebida após o preparo. Uma bebida “Americano” compartimento e usar os moídos expresso descritos acima com os vários moídos e misturas tendo diferentes características e gostos.
Conforme mostrado, o cartucho 210 compartimento e ser usado também para preparar chá. Beste exemplo, cerca de 2,8g de folhas de chá compartimento e ser suado. Em oposição ao método tradicional deixar o chá em infusão por vários minutos, neste exemplo cerca de 210ml de bebida compartimento e ser preparado em cerca de 6,2 segundos. Chá gelado também compartimento e ser preparado com a adição de quantidade de água de preparo.
Vários exemplos dos parâmetros de preparo estão mostrados abaixo:
Café I Café II Café III Café IV Chá
Tipo Roma Escuro Rainforest Breakfast blend Chai
Tam. de partícula 255gm 250pm 250pm 255μτη
Tam de compartimento 236,5ml 236,5ml 236,5ml 236,5ml 236,5ml
peso 6g 7,3g 6g 6,75g 2,8g
Densidade 0,378g/ml 0,371g/ml 0,425g/ml 0,425g/ml 0,426g/ml
Temperatura da água 102°C 102°C 102°C 102°C 102°C
Pressão 1,1 MPa 1,1 MPa 1,1 MPa 1,1 MPa 1,1 MPa
Tempo de preparo 8,Os 14,Os 7,Os 8,9s 6,2s
Vol. de bebida 33ml para expresso; 210ml para Americano; cappuccino leva 118ml de leite espumante; Lattes leva 177ml de leite quente 35ml para expresso; 210mlpara Americano; cappuccino leva 118ml de leite espumante; Lattes leva 177ml de leite quente 210ml para Americano 210mlpara Americano 210ml
A combinação das variáveis descritas aqui provê, assim, um cartucho de compartimento 210 que produz uma bebida com um sabor consistente. Especificamente, o sabor de bebida é consistente ao longo do uso de qualquer número de cartuchos 210.
1/2

Claims (7)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para preparar e acondicionar moídos de um material cru, compreendendo:
    moer por rolos o material cru em moídos;
    colocar os moídos em um compartimento substancialmente rígido (210); e tamponar os moídos com uma tampa caracterizado pelo fato de que o tamanho de partícula do menor 10% dos moídos é de quarenta mícrons.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da mencionada etapa de moagem por rolos compreender moer os moídos de modo que mais de 80% dos moídos compreenda uma distribuição de tamanho de partícula entre 220 e 250 mícrons.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato da mencionada etapa de moagem por rolos compreender moer os moídos de modo que um diâmetro médio de superfície seja de pelo menos 100 mícrons.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3 caracterizado pelo fato da etapa de colocação e a etapa de tamponamento resultar em uma densidade de moído de 0,371g/ml a 0,426g/ml.
  5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de ainda compreender em infusão dos moídos por 6 a 14 segundos.
  6. 6. Compartimento para café (210) compreendendo uma parede lateral substancialmente rígida (610); uma base substancialmente rígida (620);
    uma tampa (790); e moídos de café posicionados no mesmo;
    Petição 870180030392, de 16/04/2018, pág. 13/14
    2/2 em que mais de 75% dos mencionados moídos de café compreende uma distribuição de tamanho de partícula entre 200 e 300 mícrons e sendo caracterizado pelo fato de que dez por cento compreende uma distribuição de tamanho de partícula de 100 mícrons ou menos.
  7. 7. Compartimento para café, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de mais de 80% dos mencionados moídos de café compreender uma distribuição de tamanho de partícula entre 220 e 250 mícrons.
    Petição 870180030392, de 16/04/2018, pág. 14/14
    1/7
    150
    2Π
    350
    420
    77ζζ ϊ
    3Π
    700
    4/7
    680 , 1/7
    5Π
    620
    6/7
    7/7
    Μι
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