PASTILHA COMPACTADA MELHORADA E SISTEMA PARA EXTRAÇÃO DE BEBIDAS COMPREENDENDO A REFERIDA PASTILHA COMPACTADA

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se ao campo das pastilhas compactadas para preparação de bebidas, em particular de grãos de café torrados e moídos, bem como a sistemas para preparação de bebidas incluindo as referidas pastilhas compactadas.

Antecedentes da Invenção

O estado da técnica inclui diversos documentos relativos a pastilhas de café compactado. As referidas pastilhas de café compactado apresentam diversos constrangimentos na sua produção industrial, designadamente em termos de formas que podem ser obtidas.

A forma das referidas pastilhas compactadas pode desempenhar de qualquer um papel importante na preparação de bebida, em particular no caso de café tipo expresso, ou similar. Com efeito, pode ser importante proporcionar uma cavidade no lado orientado a jusante de modo a permitir uma acumulação temporária de bebida no interior de uma embalagem associada à referida pastilha, por exemplo na forma de um envelope de duas folhas de tipo filme.

O documento EP 0229920 BI revela um processo para produzir pastilhas de café compreendendo a aplicação de uma pressão entre 20,7 e 48,3 MPa a uma massa de partículas de café torrado e moído com uma humidade de pelo menos 3%, em particular entre 3% e 6% em massa, e uma dimensão média de partícula entre 0,4 mm e 2,0 mm, em particular entre 0,6 mm e 1,2 mm. O processo inclui ainda o revestimento do exterior da pastilha compactada com um material edível, dispersível em água, sendo que o referido revestimento inclui humidificação com liquido aquoso e a aplicação de sólidos secos.

O documento US 6,068871 revela uma preparação de bebida a partir de uma substância compactada em pastilha, com a forma geral de um disco. A referida pastilha pode apresentar uma porção orientada a montante, uma porção orientada a jusante e uma porção intercalar, sendo que as referidas porções se desenvolvem ao longo de extensões similares segundo a direção prevalecente de escoamento. Além disso, a referida pastilha pode apresentar uma cavidade disposta de forma centrada em pelo menos uma das faces orientadas a jusante e a montante. Em particular, a pastilha pode apresentar uma cavidade apenas de forma esférica e desenvolvendo-se ao longo de toda a face orientada para jusante da referida porção orientada a jusante.

O documento WO2008/123775 AI revela um método para produzir uma pastilha de café, e uma pastilha de café obtida através do referido método. A referida pastilha de café pode apresentar uma forma geralmente irregular.

Nenhum dos documentos no estado da técnica revela uma pastilha de café compactada apresentando uma configuração estrutural que proporcione uma otimização da resistência estrutural e, por conseguinte, da quantidade de material utilizado.

Descrição Geral da Invenção

O objetivo da presente invenção é o de proporcionar pastilhas de café compactado que apresentem melhores caracteristicas dimensionais e funcionais.

Em particular, a referida pastilha de café compactado deverá apresentar uma melhor configuração geral, de modo a apresentar melhor resistência estrutural e melhor exposição do volume de café ao escoamento a montante, bem como uma melhor configuração da porção orientada a jusante, de modo a contribuir para a extração de café, em particular de grão de café torrado e moido, na preparação de bebidas à base de café, por exemplo do tipo café expresso.

Este objetivo é realizado de acordo com a presente invenção através de uma pastilha de café compactado de acordo com a reivindicação 1, sendo que formas de realização preferidas são reveladas nas reivindicações dependentes.

Em particular, a pastilha de café compactado de acordo com a invenção apresenta uma cavidade a montante diferente da cavidade a jusante, incluindo com uma extensão diferente segundo a direção prevalecente de escoamento.

A referida cavidade a montante pode ser contida numa porção orientada a montante e a referida cavidade a jusante pode ser contida numa porção orientada a jusante, sendo que as porções orientadas a montante e a jusante de pastilha de café compactada são separadas por uma porção intercalar.

A referida porção orientada a jusante pode apresentar uma cavidade a jusante que é disposta de forma centrada e se prolonga ao longo de apenas parte da dimensão transversal da referida porção orientada a jusante, de modo que a região de perímetro da referida cavidade a jusante apresenta uma parte desenvolvendo-se segundo uma direção transversal até à região de perímetro exterior da referida porção orientada a jusante.

Além disso, a pastilha de café compactado de acordo com a invenção apresenta pelo menos a maior parte, de um modo preferido pelo menos 60%, de um modo particularmente preferido pelo menos 70% do volume de café compactado encontra-se numa região que se prolonga transversalmente até à largura total, incluindo na referida porção intercalar e/ou uma segunda menor parte, de um modo preferido de no máximo 30%, de um modo particularmente preferido de no máximo 20% do volume de café compactado encontra-se numa região que se prolonga transversalmente até uma dimensão menor que a largura total, incluindo na referida porção orientada a montante.

A pastilha de café compactado de acordo com a invenção pode apresentar uma relação entre largura total e altura total de no máximo 5:1, de um modo preferido no máximo 4:1. Um objetivo associado é o de proporcionar uma pastilha de café compactado apresentando uma determinada quantidade de café moido que apresente melhores propriedades físicas em vista da eficácia de extração e da estabilidade física da pastilha compactada .

Em particular, é vantajoso quando a referida quantidade de café moído se encontra compreendida entre 4 e 8 gramas, de um modo preferido entre 5 e 7 gramas, de um modo particularmente preferido entre 5,3 e 6,7 gramas, e a referida quantidade de café moído apresentar um teor de humidade compreendido entre 1 e 5% em massa, de um modo preferido entre 2 e 4% em massa.

Além disso, é vantajoso quando a referida quantidade de café moído corresponde a café granulado apresentando uma distribuição de granulometria com pelo menos 90% das partículas com uma dimensão média compreendida entre 100 mpi e 3000 mpi, de um modo preferido com pelo menos 85% das partículas com uma dimensão média compreendida entre 250 mpi e 2000 mpi.

Um objetivo associado é o de proporcionar uma pastilha compactada de café que apresente melhor distribuição de pelo menos uma maior parte da massa de café com relação à direção prevalecente de escoamento, e, por isso, melhor eficácia de extração da referida massa de café.

Este objetivo é resolvido de acordo com a presente invenção através de uma pastilha de café compactada que apresenta a maior parte da massa de café numa porção intercalar que se desenvolve à dimensão total exterior, segundo a direção transversal à direção prevalecente de escoamento.

Um outro objetivo associado é o de proporcionar um sistema de preparação de bebidas que apresente uma pastilha de café compactado e que proporcione mais vantagens na preparação de bebidas, tal como por exemplo café tipo expresso.

Este objetivo é resolvido de acordo com a presente invenção através de um sistema de acordo com a reivindicação 16. O sistema pode compreender pelo menos um tipo de pastilha de café compactado e pelo menos um tipo de envolvente confinando a pelo menos uma referida pastilha de café compactado, sendo que os referidos tipos de pastilha podem variar em pelo menos um de: massa de café moido compactada, volume de pastilha e configuração de pelo menos uma das porções orientadas a montante e a jusante, e sendo que os referidos tipos de envolvente podem variar em pelo menos um de: material, tipo, forma e dimensão de envolvente de pastilha.

Descrição das Figuras

A invenção será em seguida explicada em maior detalhe com base em formas de realização preferidas e nas Figuras que se anexam.

As Figuras mostram, em representações esquemáticas simplificadas :

Figura 1: vista em alçado de topo de uma primeira forma de realização de pastilha (1) de acordo com a presente invenção;

Figura 2: vista em alçado de baixo de uma primeira forma de realização de pastilha (1) de acordo com a presente invenção;

Figura 3: vista em alçado lateral de uma primeira forma de realização de uma pastilha (1) de acordo com a presente invenção;

Figura 4: vista em corte lateral da forma de realização de pastilha (1) de acordo com a Figura 3;

Figura 5: vista em alçado lateral de uma segunda forma de realização de uma pastilha (1) de acordo com a presente invenção;

Figura 6: vista em corte lateral da forma de realização de pastilha (1) de acordo com a Figura 5;

Figura 7: vista em alçado de topo de uma primeira forma de realização da cavidade a montante (A) numa pastilha (1) de acordo com a presente invenção;

Figura 8: vista em alçado de topo de uma segunda forma de realização da cavidade a montante (A) numa pastilha (1) de acordo com a presente invenção;

Figura 9: vista em alçado lateral de uma forma de realização de um primeiro tipo de porção individual (10) de acordo com a invenção;

Figura 10: vista em alçado lateral de uma forma de realização de um segundo tipo de porção individual (10') de acordo com a invenção.

Descrição detalhada de formas de realização preferida da Invenção

As Figuras 1 a 4 representam vistas representativas de uma primeira forma de realização de uma pastilha (1) de acordo com a presente invenção.

A referida pastilha (1) corresponde a um volume de café moido que foi compactado de modo que pode manter uma forma tridimensional correspondente. O referido volume corresponde a uma geometria regular, incluindo uma geometria simétrica em rotação com relação a um eixo central longitudinal (XX). Em particular, a pastilha (1) pode apresentar uma quantidade, ou massa, de café moido, previamente torrado e moido e posteriormente compactado, e apresentando uma forma geral e dimensão adaptada de modo que a referida pastilha (1) pode ser usada como uma porção individual (10) a usar na preparação de uma bebida aromática. Em particular, a referida porção individual (10) é adaptada de modo que pode ser fornecida a um dispositivo de extração e operada neste para preparação de uma bebida à base de café, como por exemplo café tipo expresso.

A referida pastilha (1) apresenta uma secção transversal com uma largura total (D _T) e geralmente simétrica com relação a um eixo longitudinal central (XX), e é configurada de modo que apresenta uma porção orientada a montante (11) e uma porção orientada a jusante (12), com relação a uma direção prevalecente de escoamento, e apresenta ainda uma porção intercalar (13) que se desenvolve entre as referidas porções orientadas a montante e a jusante (11, 12) e em pelo menos a maior parte da sua extensão, segundo a direção prevalecente de escoamento, ao longo da referida largura total (D _T) .

Como representado, a referida porção individual (1) pode apresentar uma secção transversal geralmente circular, de modo que a porção individual (1) apresenta uma forma geral de tipo disco, ou similar.

De acordo com um aspeto da presente invenção, e como se pode ver em particular nas Figuras 2 e 4, a referida porção orientada a jusante (12) apresenta uma cavidade a jusante (B) que se desenvolve de forma centrada a partir da superfície orientada a jusante da referida porção orientada a jusante (12).

Em particular, como representado no desenho da Figura 4, a cavidade a jusante (B) prolonga-se ao longo de apenas parte da dimensão transversal da referida porção orientada a jusante (12), de modo que a região de perímetro da referida cavidade a jusante (B) apresenta uma parte desenvolvendo-se segundo uma direção pelo menos aproximadamente transversal até à região de perímetro exterior da referida porção orientada a jusante (12). Em termos de resistência estrutural da pastilha, foi determinado como vantajoso quando a dimensão caracteristica, por exemplo diâmetro, da cavidade a jusante (B) na superfície orientada a jusante não excede 95%, de um modo preferido não excede 90% da correspondente dimensão caracteristica medida no mesmo plano, por exemplo diâmetro, do bordo de perímetro da referida superfície orientada a jusante da referida porção orientada a jusante (12).

Por outro lado, em termos de extração de bebida, revelou-se como vantajoso quando a dimensão caracteristica da cavidade a jusante (B) é de pelo menos 40%, de um modo preferido pelo menos 40% da dimensão caracteristica da superfície orientada a jusante da referida porção orientada a jusante (12).

É deste modo proporcionada de forma vantajosa uma cavidade, e uma câmara fechada conjuntamente com pelo menos um de: uma parede de embalagem da referida pastilha (1), e uma parede de dispositivo de extração, em que a bebida resultante a jusante se pode acumular temporariamente. Além disso, a referida cavidade a jusante (B) é configurada de modo que se prolonga ao logo de apenas parte da face orientada para jusante da referida pastilha (1), não ocupando toda a extensão transversal desta.

Em particular, a referida porção orientada a jusante (12) pode apresentar uma região de perímetro de cavidade a jusante (B) que se desenvolve entre a referida cavidade a jusante (B) e a região de perímetro exterior da referida porção orientada a jusante (12), numa extensão pelo menos aproximadamente similar, de um modo preferido maior que a extensão de região de perímetro exterior.

É preferido quando a região de perímetro exterior da referida porção orientada a jusante (12) apresentar uma dimensão transversal menor que a referida largura total (D _T) , sendo que a transição da porção orientada a jusante (12) para a referida porção intercalar (13) inclui de um modo preferido uma superfície que se desenvolve segundo uma direção pelo menos aproximadamente transversal. Além disso, é preferido quando os bordos exteriores da referida porção orientada a jusante (12) são arredondados com um raio de curvatura compreendido entre 1 e 6 mm, de um modo preferido entre 2 e 5 mm.

É deste modo vantajosamente proporcionado um reforço de resistência estrutural da pastilha (1) quando submetida à força de pressão hidráulica do referido escoamento pressurizado de extração, segundo uma direção prevalecente de escoamento que é pelo menos aproximadamente ortogonal com relação à maior extensão de volume da pastilha (1), i.e., com relação à largura total (D _T) .

No caso de uma forma de realização preferida (não representada), a referida porção orientada a jusante (12) pode apresentar uma região de perímetro de cavidade a jusante (B) apenas de forma arredondada, desprovida de superfícies planas, a referida região de perímetro a jusante sendo de um modo preferido configurada com uma forma arredondada pelo menos aproximadamente em ligação de continuidade de curva com a referida cavidade a jusante (B).

Como representado na Figura 4, a referida porção orientada a montante (11) pode apresentar pelo menos uma cavidade a montante (A) que se pode desenvolver de forma centrada. A referida cavidade a montante (A) pode prolongar-se até à referida porção intercalar (13), e ainda adicionalmente para o interior da referida porção intercalar (13), de modo a promover uma penetração inicial de fluido pressurizado no volume de café compactado .

De acordo com um outro aspeto da presente invenção, e como se pode observar na Figura 3, a pastilha (1) é configurada de modo que a maior parte do volume de café compactado se encontra numa região que se prolonga transversalmente até à largura total (D _T) , incluindo na referida porção intercalar (13), e uma segunda menor parte do volume de café compactado se encontra numa região que se prolonga transversalmente até uma dimensão menor que a largura total (D _T) , incluindo na referida porção orientada a montante (11).

Além disso, revela-se como muito vantajoso quando a pastilha (1) apresenta uma relação entre largura total (D _T) e altura total (H) de no máximo 5, de um modo preferido no máximo

4.

Além disso, revela-se vantajoso quando a referida porção intercalar (13) se desenvolve ao longo de pelo menos a maior parte da altura total (H _T) de pastilha (1), e a referida porção intercalar (13) configura transições de perímetro, em particular reduções de largura, em ângulo para as referidas porções a montante (11) e a jusante (12), de um modo preferido incluindo um ângulo de pelo menos aproximadamente 90°.

É deste modo proporcionada uma maior resistência estrutural da pastilha de café compactada. Além disso, é deste modo proporcionada uma maior fração relativa de massa total de café com uma exposição segundo a dimensão transversal máxima (D _T) à direção prevalecente de escoamento de infusão, desse modo contribuindo para uma maior eficácia de extração da bebida de café.

As Figuras 3 e 4 representam uma primeira forma de realização da pastilha (1) de acordo com a presente invenção, em que a porção orientada a montante (11) apresenta uma cavidade a montante (A) que apenas se desenvolve na referida porção orientada a montante (11) e não se prolonga para jusante para a região da porção intercalar (13), enquanto que as Figuras 5 e 6 representam uma segunda forma de realização de pastilha (1') de acordo com a presente invenção em que a cavidade a montante (A) se prolonga para jusante para a região de porção intercalar (13). No primeiro caso, a cavidade a montante (A) pode apresentar uma forma cilíndrica enquanto que no segundo caso pode apresentar uma forma cónica. Demonstrou-se como vantajoso quando a cavidade a jusante (B) apresenta uma forma de tipo semi-esférico, de calote esférica, ou de tipo ovoide.

Além disso, a segunda forma de realização apresenta uma pastilha (1') com uma maior altura total (H') que a altura total (H) associada à pastilha (1) da referida primeira forma de realização .

Em particular, um sistema de preparação de bebidas de acordo com a presente invenção pode incluir pelos menos dois tipos de pastilhas (1, 1') apresentando diferentes alturas (H), e alturas similares de porções a montante e a jusante (Hn, H _I2 ), de modo que apenas varia a altura das respetivas porções intercalares (H _I3) . É ainda preferido quando os referidos tipos de pastilhas (1, 1') apresenta diâmetros totais (D _T) similares.

A pastilha (1) de acordo com a presente invenção apresenta uma quantidade de grão de café torrado e moido que é compactada num processo de compactação que inclui proporcionar uma quantidade de grão de café previamente torrado e moido a um molde de compactação proporcionado com uma forma e dimensões interiores correspondentes à pastilha (1) de acordo com a presente invenção.

A referida quantidade de café moido está de forma vantajosa compreendida entre 4 e 8 gramas, de um modo preferido entre 5 e 7 gramas, de um modo particularmente preferido entre 5,3 e 6,7 gramas, enquanto que a referida quantidade de café moido apresenta um teor de humidade compreendido entre 1 e 5% em massa, de um modo preferido entre 2 e 4% em massa.

Além disso, demonstrou-se como particularmente vantajoso nos testes realizados, quando a referida quantidade de café corresponde a café granulado apresentando uma distribuição de granulometria com pelo menos 90% das partículas com uma dimensão média compreendida entre 100 mpi e 3000 mpi, de um modo preferido com pelo menos 85% das partículas com uma dimensão compreendida entre 250 mpi e 2000 mpi. As Figuras 7 e 8 representam duas formas de realização preferidas da cavidade a montante (A) proporcionada na superfície orientada a montante da porção orientada a montante (11)·

A referida pelo menos uma cavidade a montante (A) pode de forma vantajosa apresentar um perímetro exterior correspondente a uma forma geométrica diferente de um círculo, quando vista em planta. Em particular, a referida forma pode corresponder a pelo menos um de: um polígono e uma linha não fechada (não representada nos desenhos).

Demonstrou-se como vantajoso quando a cavidade a montante (A) se desenvolve ao longo de pelo menos um alinhamento fechado confinado por um perímetro exterior e um perímetro interior, desenvolvendo-se ambos à face da superfície a montante da referida porção orientada a montante (11). A cavidade a montante (A) pode deste modo proporcionar uma região de entrada preferencial do escoamento pressurizado a montante, favorecendo a sua orientação de atravessamento da pastilha (1) de café compactado .

No caso das formas de realização representadas, a referida cavidade a montante (A) pode confinar a cavidade entre um perímetro exterior e um perímetro interior, sendo que os referidos perímetros exterior e interior podem de forma vantajosa apresentar uma forma geométrica pelo menos aproximadamente similar, quando vistas em planta.

Em sistemas de preparação de bebidas conhecidos do estado da técnica, é conhecido o uso de aparelhos de preparação que compreendem dispositivos de extração adaptados de modo que podem recolher uma porção individual, por exemplo de café torrado e moído, de modo a preparar uma bebida, por exemplo café tipo expresso.

As Figuras 9 e 10 representam dois tipos de porções individuais (10, 10') incluindo uma pastilha (1, 1') de café compactado . No caso de um primeiro tipo representado na Figura 9, a porção individual (10) apresenta uma pastilha (1) de café compactado, em particular uma pastilha (1) apresentando uma configuração geral de acordo com a presente invenção, e uma envolvente (2) na forma de um revestimento edivel que proporciona barreira a gás e se pode dissolver quando exposto a uma temperatura de pelo menos 50 °C, de um modo preferido de pelo menos 60 °C. O referido revestimento edivel é de forma vantajosa proporcionado numa camada de configuração pelo menos aproximadamente uniforme em volta de toda a superfície exterior de pastilha (1), de um modo preferido de modo que a camada de revestimento edivel segue pelo menos aproximadamente a superfície de contorno de pelo menos uma das respetivas cavidades a montante (A) e a jusante (B) também é revestida pelo revestimento edivel.

No caso de um segundo tipo representado na Figura 10, a referida porção individual (10') apresenta uma pastilha (1) e uma envolvente de um material não edivel, em particular de um material sintético, proporcionado de modo que confina as referidas cavidades (A, B), mas não seguindo o contorno de forma destas.

A cavidade a jusante (B) proporciona neste caso de forma vantajosa uma câmara de extração, e a envolvente (2) é de um modo preferido configurada, pelo menos no lado orientado a jusante, de forma que retém temporariamente o escoamento de bebida que se acumula na referida cavidade a jusante (B) contra a retenção da referida envolvente (2) até ser atingido um valor de pressão previamente determinado. São conhecidas diversas formas de realização deste tipo de envolvente no estado da técnica pelo que se abdica nesta circunstância de uma sua descrição em maior detalhe.