BRPI0710903A2

BRPI0710903A2 - cápsula para a preparação de uma bebida com um elemento de vedação fixado à mesma e método de produção da mesma

Info

Publication number: BRPI0710903A2
Application number: BRPI0710903-2A
Authority: BR
Inventors: Alexandre Kollep; Daniel Abegglen; Thomas Kaeser; Heinz Leuthold; Reinhard Lutz
Original assignee: Nestec Sa
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2012-01-10
Also published as: ES2326909T3; WO2007122206A1; EP1849715A1; EP1849715B1; BRPI0710903B1; CN101432207A; RU2008146080A; ATE435170T1; PT1849715E; CA2649443C; JP5017361B2; NO20084690L; CA2649443A1; HK1130747A1; AU2007242800B2; JP2009534143A; AR063194A1; US20090223373A1; RU2424169C2; CN101432207B

Abstract

CáPSULA PARA A PREPARAçãO DE UMA BEBIDA COM UM ELEMENTO DE VEDAçãO FIXADO à MESMA E MéTODO DE PRODUçãO DA MESMA. A presente invenção refere-se a um método de produção deuma cápsula contendo ingredientes para bebidas, projetada para inserção em um dispositivo de produção de bebidas no qual um líquido sob pressão entra na cápsula a fim de interagir com os ingredientes da cápsula e para formar a bebida. O método compreende: pré-formação do corpo de cápsula (4) e pelo menos uma parte do dito aro tipo flange (6), - colocação de um elemento de vedação pré-fabricado (8) no aro tipo flange (6), - aperto de uma parte do aro tipo flange (6) em uma parte do elemento de vedação (8) resultando em um elemento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÁPSULA PARA A PREPARAÇÃO DE UMA BEBIDA COM UM ELEMENTO DE VE- DAÇÃO FIXADO À MESMA E MÉTODO DE PRODUÇÃO DA MESMA".

A presente invenção refere-se geralmente a cápsulas para con- ter ingredientes de bebida para um sistema de produção de bebida para uso com relação a tais cápsulas além de métodos de produção de tais cápsulas.

O antecedente da presente invenção é o campo de cápsulas que contém ingredientes para bebidas (por exemplo, café moído, leite em pó) ou outros ingredientes comestíveis (por exemplo, sopa desidratada). Por meio de uma interação desses ingredientes com um líquido, uma bebida ou outro produto comestível pode ser produzido. A interação pode ser, por exemplo, um processo de extração, por fermentação ou dissolução. Tal cápsula é par- ticularmente adaptada para conter café moído a fim de produzir uma bebida à base de café fazendo com que água quente sob pressão entre na cápsula e drene uma bebida à base de café da cápsula.

Os sistemas e métodos para obtenção de produtos comestíveis fluidos a partir de cápsulas contendo substâncias são, por exemplo, conhe- cidos a partir de EP-A-512470.

O princípio geral desse processo de extração pode ser resumido como se segue:

uma cápsula inicialmente fechada é inserida entre o dispositivo de retenção de cápsula que está fechado de forma impermeável à água em torno da cápsula;

um dispositivo de injeção de água da máquina injeta água na cápsula;

a água interage com os ingredientes contidos na cápsula en- quanto atravessa o interior da cápsula e então deixa a cápsula através de pelo menos uma abertura/perfuração criada na segunda parede.

Os ingredientes na cápsula constituem o "estreitamento" do per- curso de fluxo da água e, portanto, causarão uma queda de pressão entre o lado a montante e o lado a jusante do fluxo de líquido através da cápsula, queda de pressão essa que aumentará ainda mais durante a interação entre o líquido dos ingredientes. Correspondentemente, precisa ser garantido que apenas o fluxo de água passe através do interior da cápsula e que nenhuma água possa fluir a partir do injetor de água. Em outras palavras, qualquer fluxo de água externo para a cápsula precisa ser interrompido por um engate de vedação posicionado entre o elemento de encerramento anular do dispo- sitivo de retenção e a cápsula e no percurso de fluxo entre o injetor de água e o orifício de drenagem de bebida.

Tal engate de vedação pode ser obtido pelo menos até determi- nado ponto pelo engate de estreitamento entre o dispositivo de retenção de cápsula (isso é, o elemento de encerramento anular e o retentor de cápsula) e o aro tipo flange do corpo entre os mesmos.

No caso de o engate de vedação não estar funcionando ade- quadamente e a água estar fluindo para fora da cápsula, nenhuma pressão suficiente para causar o rasgo da face de rasgo será acumulada dentro da cápsula, ou, alternativamente, a pressão não estará causando um rasgo completo da face de rasgo e, portanto, uma extração ruim da substância. Em tal situação, a água será drenada do dispositivo de produção de bebida sem ter interagido ou totalmente interagido sob condições de pressão suficientes, com os ingredientes contidos na cápsula.

Um aperfeiçoamento pode ser considerado de acordo com o qual esse engate de vedação é adicionalmente aperfeiçoado pela forração da parede interna do elemento anular com um material de borracha/elástico. Em outras palavras, de acordo com tal abordagem o engate de vedação é garantido por estruturas fixas ou fixadas ao dispositivo de produção de bebi- das. Isso tem a desvantagem de, após o uso de um número substancial de cápsulas, um desgaste do dispositivo de vedação fixo poder ocorrer de for- ma que a qualidade da bebida produzida seja cada vez mais deteriorada pela água que passa pela vedação que não é mais adequadamente eficien- te. Adicionalmente, o dispositivo de vedação pode se tornar sujo com resí- duos orgânicos que aderem ao mesmo, o que não é muito higiênico e pode afetar as condições de vedação e pressão também durante a extração.

Qualquer "vazamento" no exterior da cápsula reduz o acúmulo de pressão dentro da cápsula. Por outro lado, é bem-sabido que uma pres- são de extração suficiente é um fator-chave para a qualidade do café tipo expresso.

O pedido de patente co-pendente europeu Nq 04025320.5, intitu- lado "Capsule with sealing means", tem por objetivo um aperfeiçoamento do engate de vedação posicionado entre a entrada do líquido e o lado de dre- nagem de bebida de tal sistema de produção de bebida. A invenção tem por objetivo a transferência de uma parte resiliente do engate de vedação do dispositivo de produção de bebida para a cápsula. A vantagem é que qual- quer elemento de vedação resiliente é apenas utilizado uma única vez (isso é, apenas com a cápsula associada) de forma que um funcionamento ade- quado da vedação possa ser garantido e nenhum problema com higiene possa ocorrer no elemento de vedação.

A presente invenção tem por objetivo outro aperfeiçoamento do pedido de patente co-pendente europeu Ne 04025320.5 a fim de aperfeiçoar as condições de vedação entre a cápsula e o elemento de vedação de modo a garantir a impermeabilidade a água durante a fermentação. Na verdade, é importante se evitar qualquer vazamento de líquido em potencial entre o e- lemento de vedação e o resto da cápsula em particular pela criação de uma boa união entre os dois.

Adicionalmente, também é importante que o elemento de veda- ção seja integrado à cápsula utilizando-se um processo que pode ser imple- mentado em uma grande escala industrial, que seja altamente confiável com produtos que apresentam defeitos mínimos e que também seja econômico.

O objetivo é alcançado por meio das características da reivindi- cações independentes. As reivindicações dependentes desenvolvem adicio- nalmente a idéia central da presente invenção.

Para tal, o método da invenção serve para a produção de uma cápsula contendo ingredientes de bebidas projetada para inserção em um dispositivo de produção de bebidas no qual um líquido sob pressão entra na cápsula a fim de interagir com os ingredientes na cápsula e para drenar uma bebida da cápsula. O elemento de cápsula compreende um corpo se esten- dendo por um aro tipo flange com um elemento de vedação fixado ao mes- mo.

O método compreende:

a criação da pré-forma do corpo de cápsula e pelo menos uma parte do dito aro tipo flange;

a colocação de um elemento de vedação pré-fabricado no aro tipo flange;

o aperto de uma parte do aro tipo flange em uma parte do ele- mento de vedação resultando no elemento de vedação sendo fixado ao aro tipo flange.

Em outras palavras, o método tem por objetivo um processo de aplicação do elemento de vedação que utiliza o aperto do aro tipo flange do corpo da cápsula para criar uma aplicação justa do elemento de vedação na cápsula, em particular, no aro tipo flange da cápsula.

Mais particularmente, a operação de aperto compreende a for- mação de uma extremidade enrolada no aro tipo flange disposta para aper- tar uma parte do dito elemento de vedação. Devido à configuração enrolada resultante da fixação e do aperto de uma parte do elemento de vedação, o vazamento de líquido pode ser impedido entre o elemento de vedação e o corpo de cápsula e as condições de extração podem ser mais bem- garantidas e mantidas de cápsula para cápsula (isso é, maior capacidade de repetição das condições de fermentação).

O elemento de vedação pode ter um formato de anel geral. O elemento de vedação também pode ser localizado em torno do corpo da cápsula e no aro tipo flange utilizando um mandril de orientação, por exem- plo, que empurra o elemento de vedação e aplica o mesmo em contato com o aro tipo flange.

Em particular, o elemento de vedação pode compreender uma parte de vedação e uma parte de conexão se estendendo para fora a partir da parte de vedação; onde a parte de conexão é apertada pelo aperto de uma parte da extremidade enrolada do aro tipo flange. A parte de vedação é a parte que deve ser deformada ou comprimida por uma superfície de pres- são do dispositivo de produção e/ou pelo fluido pressurizado contra uma su- perfície do dispositivo de produção para criar uma disposição de vedação impermeável a fluido a jusante do encerramento de cápsula do dispositivo durante a fermentação.

De acordo com um modo do método da invenção, durante a cri- ação da pré-forma do corpo da cápsula, uma extremidade enrolada aberta ou, alternativamente, uma extremidade enrolada substancialmente fechada já tem sua pré-forma criada. Uma extremidade enrolada substancialmente fechada fornece a vantagem de facilitar o manuseio dos corpos de cápsulas, o transporte da estação de pré-forma para a estação de aplicação de veda- ção e armazenamento. Uma extremidade enrolada aberta do aro do corpo pode fornecer a vantagem de criar uma conexão mais forte com o elemento de vedação pelo enrolamento de uma parte do mesmo além do aperto do mesmo.

Portanto, na operação de aperto, a extremidade enrolada pode ser finalmente enrolada adicionalmente ou pelo menos pressionada o sufici- ente para apertar o elemento de vedação.

Em um modo possível, o elemento de vedação é apertado pela superfície externa da extremidade dobrada ou enrolada do aro tipo flange. Como resultado disso, uma boa união é criada ao longo de uma grande su- perfície enquanto não se corta ou danifica o elemento de vedação.

Adicionalmente, durante a formação da extremidade enrolada, uma parte da dita extremidade pré-enrolada é pressionada para pelo menos parcialmente fechar a abertura anular de modo a apertar a parte de conexão do elemento de vedação.

Em um possível aspecto, a seção da parte de conexão do ele- mento de vedação é criada de forma relativamente mais fina do que a seção maior da parte de vedação do elemento de vedação. A seção mais fina per- mite a criação de uma extremidade enrolada apertada relativamente peque- na com o elemento de vedação sendo adequadamente fixado. A parte com- parativamente mais espessa do elemento de vedação garante uma espessu- ra suficiente de material de vedação para ser capaz de compensar ou pre- encher corretamente a lacuna, o espaço ou irregularidades pelo encerra- mento do dispositivo de produção e/ou pelo efeito da pressão de fluido agin- do no elemento de vedação. Em particular, um volume suficiente de material de vedação pode precisar ser deformado sob pressão exercida pelo fluido pressurizado e comprimido ou de outra forma deformado contra as superfí- cies de ambos o elemento de encerramento do dispositivo e a superfície da cápsula para formar uma disposição de vedação impermeável a líquido.

Em um possível modo, o elemento de vedação é pré-fabricado com uma parte de vedação e uma parte de conexão sendo relativamente alinhadas uma com a outra e durante o aperto a extremidade enrolada sen- do enrolada adicionalmente ou pelo menos achatada para apertar a parte de conexão ao longo de uma superfície externa da extremidade enrolada.

Em outro modo, o elemento de vedação é pré-fabricado com uma parte de conexão sendo inclinada para baixo com relação à parte de vedação e durante o aperto, uma extremidade enrolada é adicionalmente enrolada para endireitar a parte de conexão, eventualmente enrolar a mes- ma e apertar a mesma.

Adicionalmente, o elemento de vedação pode compreender uma parte de extensão anular que se estende além do aro tipo flange ao longo do lado do corpo da cápsula. O corpo pode ter um formato de tronco ou cilindro, por exemplo. A parte de extensão garante uma superfície mais alta de conta- to entre o elemento de vedação e a superfície do corpo de cápsula e um maior volume do material de vedação, dessa forma, aperfeiçoando a dispo- sição impermeável a fluido, mas também garantindo um encaixe mais próxi- mo do elemento de vedação com a cápsula.

O método da invenção também contempla a criação da pré- formação do corpo de cápsula por gravação de baixo relevo de uma folha metálica ou plástica. O corpo da cápsula pode ser gravado com baixo relevo durante uma etapa ou etapas seqüenciais para formar uma cavidade aberta principal final permitindo o preenchimento com produtos alimentícios. Duran- te essas etapas de gravação de baixo relevo, a parte pré-enrolada pode ser formada. A parte pré-enrolada também pode ser formada depois da grava- ção de baixo relevo da cavidade do corpo em uma etapa subseqüente.

Em outra etapa subseqüente, o corpo é preenchido com ingredi- ente alimentício tal como café moído.

O corpo da cápsula pode compreender alumínio. Pode ser uma dobra única de alumínio ou múltiplas dobras de plástico e alumínio tal como polipropileno e alumínio, polietileno e alumínio, ou alumínio e ácido polilácti- co.

Obviamente, o elemento de vedação pode ser fixado ao corpo da cápsula por meios de conexão adicionais a fim de aperfeiçoar ainda mais o contato com o elemento de vedação e impedir qualquer risco de vazamen- to, além de aperfeiçoar a aparência visual e reduzir o risco de cápsulas com defeito. Por exemplo, compreende uma etapa adicional de colagem ou solda do elemento de vedação no aro tipo flange. O elemento de vedação pode ser fixado à cápsula utilizando um adesivo ou por solda (térmica ou ultra- sônica).

Em outra etapa subseqüente seguindo a etapa de enchimento com produtos alimentícios, a solda de uma membrana é realizada ao longo de uma parte da face externa do aro tipo flange para fechar a cápsula e manter o frescor dos produtos alimentícios por mais tempo.

O elemento de vedação pode ser de um material resiliente. Pre- ferivelmente, o elemento de vedação é de borracha e elastômero, plástico e elastômero, plástico ou material de silicone.

A presente invenção também pode se referir a uma cápsula para conter ingredientes de bebidas, a cápsula sendo projetada para inserção em um dispositivo de produção de bebidas no qual um líquido sob pressão entra na cápsula a fim de interagir com os ingredientes na cápsula e para drenar uma bebida a partir da cápsula. Para tal, a cápsula compreende um elemen- to de vedação em sua superfície externa. O elemento de vedação é disposto de forma geométrica de forma a estar em engate de vedação com pelo me- nos uma superfície de pressão coincidente do dispositivo de produção de bebidas. O elemento de cápsula compreende um corpo que se estende por um aro tipo flange com o elemento de vedação fixado ao mesmo. De acordo com um aspecto da invenção, o elemento de vedação é apertado pela ex- tremidade enrolada do aro tipo flange da cápsula. Outros aspectos da cápsu- la podem ser encontrados com relação ao método de invenção como men- cionado acima ou como aparecerá em maiores detalhes na descrição da modalidade a seguir.

a figura 1 ilustra uma primeira modalidade do sistema de cápsula da presente invenção na qual uma cápsula é localizada no retentor de cáp- sula, mas ainda não alcançou sua posição de encerramento no dispositivo de produção de bebidas;

a figura 2 ilustra uma ampliação da figura 1;

a figura 3 é a primeira modalidade em um estado, no qual uma cápsula alcançou sua posição de encerramento entre as partes de encerra- mento de cápsula, isso é, o elemento tipo sino e o retentor de cápsula;

As figuras de 4 a 11 ilustram etapas diferentes para aplicação do elemento de vedação no corpo da cápsula de acordo com o método da in- venção;

a figura 12 é um gráfico ilustrando as etapas de um modo da invenção;

a figura 13 ilustra uma vista lateral do corpo da cápsula pré- formado da invenção;

a figura 14 é uma vista ampliada da figura 13 ilustrando um deta- lhe da configuração do elemento de vedação como posicionado antes do aperto final;

a figura 15 ilustra uma vista lateral do corpo da cápsula pré- formado antes da inserção do elemento de vedação de acordo com outra variação da invenção;

a figura 16 é uma vista ampliada da figura 15 ilustrando um deta- lhe da configuração do elemento de vedação como posicionado antes do aperto final;

a figura 17 é a vista ampliada da figura 15, mas após o aperto final.

Note que a seguir a invenção será explicada com referência a um desenho determinado de uma cápsula, isso é, um desenho de acordo com o qual a cápsula compreende um corpo de base tipo xícara e um ele- mento de folha de encerramento. No entanto, deve-se compreender que ou- tros desenhos da cápsula são viáveis, tais como, por exemplo, cápsulas possuindo uma forma Ienticular com duas partes essencialmente coinciden- tes e opostas (por exemplo, folhas) sendo vedadas, por exemplo, na borda em formato de anel. Geralmente, uma cápsula de acordo com a presente invenção compreende pelo menos dois elementos de parede opostos (faces) que são conectados um ao outro em suas respectivas bordas periféricas pa- ra formar uma área de aro tipo flange vedada, encerrando, assim, um interior vedado.

A modalidade ilustra um retentor de cápsula 13 possuindo ele- mentos de relevo 12 que são projetados para rasgar e perfurar um elemento de folha 5 que fecha um corpo de base tipo xícara 4 da cápsula 1. Esse ras- go do elemento de folha 5 pode ocorrer tão longo a pressão dentro da cáp- sula excede um valor limite. Note-se que os elementos de relevo podem ter qualquer formato protuberante capaz de causar um rasgo controlado do e- lemento de folha. Como um exemplo, apenas pirâmides, agulhas, saliências, cilindros, nervuras alongadas são citados. O elemento de relevo pode ser também uma agulha ou perfurador único.

a figura 1 ilustra um estado no qual tal cápsula foi colocada em um retentor de cápsula 13, o elemento de folha 5 se apoiando nos elemen- tos de relevo 12 do retentor de cápsula 13 e o corpo de base tipo xícara 4 da cápsula 1 já sendo parcialmente cercado pela parede circunferencial 25 de um elemento de encerramento 9 do dispositivo de produção de bebidas. O elemento de encerramento ilustrado pode ter o formato de um sino. Outros formatos são viáveis, onde o desenho dos contornos internos (recesso) do elemento de encerramento é geralmente adaptado para coincidir substanci- almente com os contornos da cápsula 1.

O retentor de cápsula 13 (também representando um elemento de encerramento) e o elemento de encerramento 9, dessa forma, podem encerrar seletivamente um espaço de encerramento de cápsula 22 quando transferido a partir de uma posição aberta para uma posição de encerramen- to de cápsula.

Note que o elemento de folha 5 como ilustrado não é necessari- amente exatamente plano devido a uma pressão excessiva definida dentro da cápsula, pressão excessiva essa que é gerada pela introdução, por e- xemplo, de um gás protetor quando da produção da cápsula preenchida e pela desabsorção do gás dos ingredientes alimentícios depois da vedação, por exemplo, dióxido de carbono do café. O elemento de encerramento (si- no) 9 compreende, adicionalmente, uma superfície de pressão anular 18 e uma abertura de entrada de água 20 para alimentação de um líquido tal co- mo, por exemplo, água quente sob pressão para um sistema de injeção de água 14 que é montado de forma liberável (por exemplo, aparafusado) no elemento de sino 9.

O sistema de injeção de água pode compreender um ou mais elementos de perfuração (lâminas, pinos, etc.) 24 projetados para produzir uma ou mais aberturas na parede superior 17 da cápsula 1 quando o reten- tor de cápsula 13 e o elemento de sino 9 são movidos para perto um do ou- tro, por exemplo, por um mecanismo de encerramento operado manualmen- te ou automático. Um canal 19 atravessa o sistema de injeção e leva ao en- cerramento 22 do elemento de encerramento 9 de forma que água possa ser alimentada para o interior da cápsula 1 uma vez que os elementos de perfu- ração 24 se projetam para dentro do interior da cápsula 1.

A cápsula 1 compreende a dita parede superior 17, uma parede lateral 7 e um aro tipo flange 6, onde o elemento de folha 5 é vedado ao dito aro tipo flange 6 para fechar hermeticamente o corpo de base tipo xícara 4 da cápsula 1. Novamente, outros desenhos para a cápsula são possíveis desde que a cápsula possa ser vedada e conter os ingredientes menciona- dos.

De acordo com a presente invenção, a superfície externa da cápsula 1 apresenta um elemento de vedação impermeável à água dedicado (feito de material de vedação) 8 posteriormente chamado de "elemento de vedação". O elemento de vedação 8 pode ser compressível, mais preferi- velmente até mesmo resiliente.

O material para o elemento de vedação pode ser borracha e e- lastômero, borracha e plástico, plástico ou silicone.

Se um material resiliente for utilizado para o elemento de veda- ção 8, preferivelmente materiais como borracha e elástico são utilizados. O termo "borracha e elástico" significa qualquer material adequado possuindo elasticidade de borracha quando comprimido, incluindo, mas não limitado a elastômeros, silicones, plásticos, látex, balata ou outros. Os materiais prefe- ridos para o elemento de vedação são: elastômero termoplástico (TPE) tal como Santoprene® comercializado pela companhia Exxon Mobil Chemical, silicone ou EPDM (Monômero de Dieno Propileno Etileno).

Como é mais aparente a partir da figura 2, a cápsula da inven- ção compreende um aro tipo flange com uma parte de suporte 60 para o e- Iemento de vedação e uma parte de extremidade enrolada 61 para ser aper- tada e para apertar uma parte do elemento de vedação. A parte de suporte 60 se mistura com o corpo 4 em um determinado ângulo (isso é, ligeiramen- te maior que 90 graus quando o corpo possui uma forma truncada). O aro tipo flange além da superfície de base 40 do corpo recebe o elemento de vedação anular 8. A fim de que o elemento de vedação seja fixado ao aro tipo flange de forma confiável, o elemento de vedação se estende na direção da parte enrolada 61 por uma parte de conexão 80 que é inserida e apertada pela parte enrolada de aperto 61 do aro. Mais particularmente, no exemplo ilustrado, a parte enrolada 61 termina por uma extremidade de aperto 62 que comprime e aperta a parte de conexão ao longo de uma linha anular ou su- perfície. Fora da parte enrolada 61, o elemento de vedação se estende ao longo da parte de suporte 60 do aro tipo flange por uma parte de vedação 81 que pode se estender ascendentemente por uma parte de colar 82 aplicada contra a superfície de base 40 do corpo 4. A parte de vedação 81 e a parte de colar 82 podem formar superfícies de inclinações diferentes ou podem se misturar em uma superfície inclinada plana ou côncava, única e contínua. A forma do elemento de vedação 8 em um formato de cunha é escolhida para fornecer uma massa suficiente de material para compensar as irregularida- des, espaços ou outros interstícios entre a cápsula e o elemento de encer- ramento ou sino. Visto que a vedação impermeável à água também pode ser obtida de forma dinâmica, isso é, pelo efeito da água sob pressão forçando o elemento de vedação, o formato, as dimensões da massa como um todo do elemento de vedação devem ser suficientes para deformar, dessa forma, "fluir" e preencher corretamente as aberturas da esquerda quando a pressão se acumula durante a fermentação.

Nas superfícies de contato entre o elemento de vedação 8 e o aro e/ou superfície de base do corpo pode-se aplicar um adesivo ou solda. A zona de adesivo ou solda pode cobrir parcialmente ou totalmente as superfí- cies de contato entre o corpo e o elemento de vedação.

Por exemplo, o aperto pode ter um efeito de retração leve para fora do elemento de vedação que poderia resultar em um espaço na junção entre a parte de colar 82 e a superfície de base 40. Apesar de esse espaço poder afetar apenas a aparência da cápsula, não afeta o efeito impermeável na interface entre a vedação e o resto do aro visto que tal impermeabilidade é mantida de forma eficiente na zona de aperto. Uma colagem ou solda adi- cional pode, dessa forma, servir para aperfeiçoar ainda mais essas superfí- cies de contato e eliminar ou pelo menos preencher esse espaço.

a figura 3 ilustra o estado no qual o elemento de encerramento 9 e o retentor de cápsula 13 são trazidos em engate de pressão de encerra- mento e devido à água que entra no interior da cápsula e acúmulo de pres- são, os elementos de relevo piramidal 12 do retentor de cápsula 13 produ- zem aberturas no elemento de folha 5 da cápsula 1. Mediante inserção da cápsula, os elementos de lâmina 24 do injetor de água 14 criam perfurações 16 na parede superior 17 da cápsula 1. Quando uma pressão de fluido sufi- ciente se acumulou dentro da cápsula, a bebida produzida a partir dos ingre- dientes contidos na cápsula pode ser drenada em pequenos interstícios ou perfurações criados pelo rasgo do elemento de folha 5 pelos elementos de relevo 12.

As etapas do método da invenção serão agora descritas com relação às figuras 4 a 12. Em uma primeira etapa (não ilustrada), o corpo 4 da cápsula é produzido. O corpo é produzido com uma pré-forma do aro tipo flange 6 que ainda não foi apertado, mas permanece aberto para inserção e conexão do elemento de vedação em uma etapa de produção subseqüente. O corpo 4 pode ser realizado por gravação de baixo relevo de uma folha me- tálica ou um conjunto de múltiplas dobras incluindo metal, por exemplo, alu- mínio e plástico, por exemplo, polipropileno, polietileno, ou ácido poliláctico e eventualmente aglutinantes e/ou laças. Dependendo da complexidade do formato do corpo e da profundidade da cavidade, a folha pode ser gravada com baixo relevo em mais de uma etapa única. Além disso, a cavidade prin- cipal do corpo e do aro tipo flange pode ser gravada em uma mesma opera- ção òu, alternativamente, em operações separadas.

O corpo pré-formado pode, então, ser colocado em uma matriz 30 compreendendo uma superfície de suporte anular 31 na qual o aro tipo flange pode ser suportado de forma fixa. a figura 5 ilustra em detalhes a pré- forma do aro tipo flange sendo mantida na superfície de suporte 31 da matriz 30. Por exemplo, o aro tipo flange como pré-formado pode compreender uma extremidade pré-enrolada 63, isso é, uma parte que não é totalmente enrolada dentro de uma forma fechada substancialmente toroidal. A forma pré-enrolada é aberta para cima e termina em uma parte de flange formada reta 64 destinada a ser formada na configuração enrolada. A parte de flange 64 pode ser pré-formada reta ou ligeiramente curva.

a figura 5 também ilustra o elemento de vedação que é inserido em torno do corpo da cápsula por um mandril de orientação 32 que desliza descendentemente ao longo da superfície interna 33 da matriz. O elemento de vedação pode ser empurrado pelo mandril de orientação 32 em um esfor- ço de cima para baixo até que entre em contato com a superfície de suporte 60 do aro tipo flange como ilustrado na figura 6. O mandril de orientação é formatado com superfícies suficientemente grandes que complementam o elemento de vedação para impedir que o elemento de vedação torça e para garantir que o elemento de vedação se torne plano contra o aro tipo flange.

As superfícies de contato do elemento de vedação e corpo po- dem ter sido parcial ou totalmente revestidas com um adesivo antes da in- serção do elemento de vedação. Em particular, um adesivo pode ser adicio- nado à interface entre a parte reta 82 da vedação e a superfície de base do corpo 40 que é a parte crítica do elemento que pode ser esticada depois do aperto da outra extremidade do elemento de vedação.

a figura 7 ilustra em detalhes a disposição do elemento de veda- ção e do aro tipo flange pré-enrolado depois da inserção do elemento de vedação na posição do aro. Como é claramente aparente, o elemento de vedação se estende radialmente por uma parte de conexão 80 com uma es- pessura reduzida "t" comparada à parte que resta na parte de suporte 60 do aro. Essa parte de conexão 80 do elemento de vedação deve ser a parte apertada pelo aro tipo flange. A parte de conexão 80 pode se estender no lado de aperto por uma parte terminal ampliada 83 que não é (ou apenas ligeiramente) comprimida depois do aperto.

Na próxima etapa depois da inserção adequada do elemento de vedação na posição do aro, um mandril de aperto 34 é ativado e desliza descendentemente ao longo da matriz para apertar a parte de flange forma- da 64. O mandril de aperto 34 possui geralmente uma superfície de matriz substancialmente meio toroidal 35 que engata a parte de flange 64 em sua descida na direção do aro tipo flange como ilustrado na figura 9. Devido ao esforço descendente constante aplicado pelo mandril de aperto nessa ex- tremidade do aro, a parte 64 rola para cima em sua extremidade 62 e/ou su- perfície externa terminal 65, e aperta a parte de conexão80 do elemento de vedação. A parte de conexão 80 também pode ser ligeiramente enrolada para cima ou simplesmente ligeiramente dobrada (dependendo de seu com- primento) e pode ser comprimida e sua espessura reduzida para um grau de compressão que depende do desenho enrolado final e a espessura da parte como ilustrado na figura 10. A região apertada 80, isso é, a região comprimi- da do elemento de vedação pela extremidade enrolada do aro, representa uma zona de vedação onde o líquido de fermentação sob alta pressão (por exemplo, 0,1 a 0,2 MPa (10 a 20 bar)) não pode passar. Portanto, uma dis- posição impermeável a líquido resultante é obtida com sucesso nessa região entre o aro tipo flange e o elemento de vedação (figura 11). Como ilustrado na figura 12, o método engloba uma ou mais e- tapas 100 de gravação de baixo revelo do corpo de cápsula, uma etapa de inserção 110 do elemento de vedação em torno do corpo tipo xícara da cáp- sula e uma etapa de aperto 120 do aro tipo flange para apertar e fixar o ele- mento de vedação no corpo de cápsula como recém descrito em detalhes. Em uma próxima etapa 130, o corpo é preenchido com ingredientes alimen- tícios e finalmente a membrana 5 é soldada, por exemplo, por calor ou solda ultra-sônica, na face externa da parte de suporte 60 do aro tipo flange. Eta- pas adicionais podem ser vislumbradas em qualquer momento adequado durante o processo de produção tal como o posicionamento e fixação de filtros dentro do corpo e/ou membrana 5 antes ou depois da gravação de baixo relevo do corpo.

A configuração de aperto de acordo com o método da invenção pode englobar várias modalidades possíveis.

As figuras 13 e 14 ilustram um modo possível no qual, em des- canso (isso é, depois da inserção, mas antes do aperto) o elemento de ve- dação 8 é pré-fabricado (isso é, moldado), com uma parte de conexão 80 que não é alinhada com a parte de vedação 81 do elemento de vedação, mas inclinada para baixo. O aro tipo flange é configurado de forma similar em sua pré-forma com uma parte pré-enrolada dobrada para baixo 69 com uma abertura orientada para cima 70. A parte 69 pode criar um ângulo de dobra de cerca de 90 graus (+/-15 graus) com relação à parte de suporte 60 do aro. A parte de conexão 80 do elemento de vedação é tal que corre subs- tancialmente ao longo da parte pré-enrolada 69 na direção da abertura 70.

Nesse caso, o aperto é realizado por um mandril de aperto (não ilustrado) agindo em uma direção de cima para baixo para endireitar a parte enrolada e fechar a mesma em torno da parte de conexão 80 do elemento de vedação enquanto aperta a mesma suficientemente para criar uma disposição de ve- dação impermeável a fluido. Enquanto o mandril de aperto está agindo na parte de terminal do aro tipo flange, uma força contrária (por exemplo, uma superfície de suporte estática da matriz) pode ser aplicada na superfície su- perior do elemento de vedação para permitir um efeito de aperto adequado. Na configuração apertada final, o corpo da cápsula está como na modalida- de das figuras de 1 a 3, com a parte de extremidade mais externa do ele- mento de vedação ligeiramente enrolada dentro da extremidade enrolada do aro.

As figuras de 15 a 17 ilustram outra possível variação na qual o elemento de vedação 8 possui uma parte de conexão de espessura reduzida encurtada 80. O corpo da cápsula é pré-formado com uma parte de extremi- dade enrolada 66 enquanto deixa ou não uma abertura anular 67 orientada para dentro na direção da extremidade da parte 80, por exemplo, se apoian- do contra sua extremidade. A forma da parte de extremidade enrolada 66 antes da operação de aperto final pode ser um tronco alongado e fechado ou substancialmente fechado. Tal formato fornece, uma vez apertado no ele- mento de vedação, uma superfície de aperto maior. A figura 16 ilustra a dis- posição depois da inserção do elemento de vedação, mas antes da opera- ção de aperto final. O aperto na figura 17 é realizado pelo pressionamento e achatamento da parte enrolada do flange 66 resultando em uma parte de aperto plana do flange 67 que aperta com sua superfície externa 68 a parte de terminal de espessura reduzida 80 do elemento de vedação 8. Devido à parte de extremidade fechada do corpo pré-formado, isso é, do formato to- roidal alongado, uma vantagem é que o transporte dos corpos a partir da estação de gravação para a estação de aperto é facilitado. Em particular, o transporte dos corpos pode ser realizado de forma pneumática através de trilhos de orientação e, portanto, bordas arredondadas mais suaves das cáp- sulas apresentam uma menor tendência de bloquear ou obstruir as cápsulas no dispositivo de transporte pneumático. Outra vantagem também é relacio- nada com a capacidade de se empilhar os corpos para transporte, armaze- namento e para estoques temporários na fábrica.

Claims

1. Método de produção de uma cápsula (1) contendo ingredien- tes para bebida projetada para inserção em um dispositivo de produção de bebidas no qual um líquido sob pressão entra na cápsula a fim de interagir com os ingredientes na cápsula e para drenar uma bebida da cápsula, em que a cápsula compreende um corpo (4) se estendendo por um aro tipo flange (6) com um elemento de vedação (8) fixado ao mesmo; caracterizado pelo fato de compreender: a pré-formação do corpo de cápsula (4) e pelo menos uma parte do dito aro tipo flange (6); a colocação de um elemento de vedação pré-fabricado (8) no aro tipo flange (6); o aperto de uma parte do aro tipo flange (6) em uma parte do elemento de vedação (8) resultando, assim, no elemento de vedação se tor- nando fixado ao aro tipo flange (6).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação (8) possuir uma forma de anel.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a operação de aperto compreender a formação de uma extremi- dade enrolada (61) no aro tipo flange disposto para apertar uma parte (80) do dito elemento de vedação.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação (8) compreender uma parte de vedação (81) e uma parte de conexão (80) se estendendo para fora a partir da parte de conexão; em que a parte de conexão (80) é apertada pela extremidade enro- lada (61) do aro tipo flange.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de, durante a realização da pré-formação do corpo de cápsula, uma ex- tremidade enrolada aberta (61, 69) ou uma extremidade enrolada substanci- almente fechada (66) já ser pré-formada.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de, durante o aperto, a extremidade enrolada (61, 69, 66) ser adicional- mente enrolada ou pelo menos pressionada para pelo menos encerrar parci- almente a parte de conexão (80) e apertar a mesma.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de a seção da parte de conexão (80) ser feita relativamente mais fina do que a seção mais larga da parte de vedação (81) do elemento de vedação (8).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 4 a 7, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação ser pré-fabricado com uma parte de vedação (81) e, uma parte de conexão (80) sendo relativamen- te alinhada uma com a outra e durante o aperto a extremidade enrolada (66) ser adicionalmente enrolada ou pelo menos achatada para apertar a parte de conexão (80) ao longo de uma superfície externa (68) da extremidade enrolada.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 4 a 8, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação (8) ser pré-fabricado com uma parte de conexão (80) sendo inclinada para baixo com relação à parte de vedação (81) e, durante o aperto, uma extremidade enrolada (69) ser adicionalmente enrolada para endireitar a parte de conexão (80), even- tualmente enrolar a mesma para cima, e apertar a mesma.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 4 a 9, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação (8) compreender adicionalmente uma parte de colar anular (82) que se estende além do aro (6) ao longo da superfície de base (40) do corpo de cápsula.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação (8) ser aperta- do pela superfície externa (68) da extremidade dobrada (66) do aro tipo flange.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o corpo de cápsula (4) ser pré-formado por gravação de baixo relevo de uma folha metálica ou laminado de metal e plástico.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o corpo de cápsula (4) compreender alumínio.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa adicional de colagem ou solda do elemento de vedação (8) no aro tipo flange (6).

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa subseqüente de preenchimento do corpo (4) com o ingrediente alimentício.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa subseqüente de solda de uma mem- brana (5) ao longo de uma parte da face externa do aro tipo flange (6) para fechar a cápsula.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação (8) ser de ma- terial resiliente.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação (8) ser de bor- racha, plástico ou material de silicone.

19. Cápsula para conter ingredientes para bebidas, a cápsula (1) sendo projetada para inserção em um dispositivo de produção de bebidas no qual um líquido sob pressão entra na cápsula a fim de interagir com os in- gredientes na cápsula e para drenar uma bebida da cápsula, a cápsula compreendendo um elemento de vedação (8) na su- perfície externa da cápsula, o elemento de vedação sendo disposto de forma geométrica de forma a estar em engate por vedação com pelo menos uma superfície de pressão coincidente (18) do dispositivo de produção de bebi- das durante a preparação das bebidas, em que a cápsula compreende um corpo (4) que se estende por um aro tipo flange (6) com o elemento de vedação (8) fixado ao mesmo; caracterizada pelo fato de o elemento de vedação (8) ser apertado pelo aro tipo flange (6) da cápsula.

20. Cápsula, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de o elemento de vedação (8) compreender uma parte de conexão (80) que é apertada por uma extremidade enrolada (61) do aro tipo flange.

21. Cápsula, de acordo com a reivindicações 19 ou 20, caracte- rizada pelo fato de o elemento de vedação (8) ser feito de material resiliente.

22. Cápsula, de acordo com a reivindicação 19, 20 ou 21, carac- terizada pelo fato de o elemento de vedação (8) ser feito de material de bor- racha e elástico.

23. Cápsula, de acordo com qualquer uma das reivindicações de -19 a 22, caracterizada pelo fato de a cápsula possuir um corpo de alumínio ou plástico e alumínio gravado com baixo relevo (4) fechado hermeticamente por uma membrana (5) vedada na superfície externa do aro.