ES2552396T3 - Procedimiento y aparato para controlar la preparación de bebidas - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para controlar la infusión de bebidas desde un aparato (1) de infusión que comprende una cámara (2; 82) de infusión dotada de medios (6, 7; 86, 87) para filtrar agua caliente a presión a través de ingredientes comestibles molidos tales como café, té o tisanas y una unidad (16) de control que comprende medios de almacenamiento y de comparación de datos, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: a) detectar al menos los datos del caudal de bebida de la bebida distribuida durante dicha etapa de infusión; b) comparar dichos datos detectados con datos almacenados en dicha memoria de la unidad de control para determinar si se debería realizar una corrección al caudal real de la bebida y c) ajustar un parámetro seleccionado de infusión de la bebida a partir del caudal del agua suministrado a dicha cámara (2; 82) de infusión y dicho volumen de la cámara de infusión, cuando se requiere para adecuar dicho caudal de la bebida a dichos datos almacenados; en el que dicho ajuste de dichos parámetros de infusión se lleva a cabo en tiempo real, durante el propio procedimiento de infusión, como un efecto de dicha etapa b) de comparación de dichos datos detectados con dichos datos almacenados.

Description

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DESCRIPCIÓN

Procedimiento y aparato para controlar la preparación de bebidas Campo de la invención

La presente invención versa sobre un procedimiento y un aparato para controlar la preparación de bebidas. Más en particular, la presente invención versa acerca de un procedimiento y un aparato de infusión, que incluye un controlador electrónico, concebido para controlar el procedimiento de preparación de bebidas calientes recién elaboradas obtenidas mediante filtrado con agua caliente a presión a partir de productos comestibles molidos o troceados tales como té, café, tisanas y similares.

Antecedentes de la invención

La presente invención va dirigida a ser utilizada en máquinas completamente automáticas de distribución de bebidas calientes para hogares, oficinas o sitios denominados de servicio de comidas —u HoReCa—. El aparato de la invención también puede ser utilizado para distribuir bebidas calientes a partir de productos solubles, es decir, las denominadas bebidas instantáneas.

Las máquinas completamente automáticas de distribución de bebidas, en particular las que elaboran bebidas calientes a partir de ingredientes recién molidos, no son reconocidas aún por una calidad sobresaliente de sus bebidas. Se sigue viendo un café exprés preparado manualmente por un camarero experto (barista) como una bebida mejor que una preparada por una máquina automática.

En varias publicaciones se han descrito etapas para preparar un café exprés de forma manual. Estas etapas son: garantizar que una temperatura de todos los componentes implicados en la distribución de la bebida es correcta; pesar la cantidad de café molido tostado (por ejemplo, 6,5 gramos); ajustar la trituración del café para obtener el tamaño adecuado de las partículas, garantizando que las condiciones climáticas, especialmente la humedad relativa, no cambian el tamaño ideal de trituración, de forma que se consiga regularmente un tiempo correcto de infusión (por ejemplo, 25 segundos para 40 cm3); compactar el café en el interior de la cámara de infusión, fijada normalmente al mango, con el objetivo de conseguir el tiempo correcto de infusión mediante la correcta resistencia por parte de la torta de café.

Existen muchas patentes dirigidas a utilizar los anteriores conceptos para mejorar la calidad del café.

En el documento EP0554650 de Cavazzuti y Annibali enseñan que un tamaño ideal de molienda de café tostado para un café exprés es entre 25 y 395 micrómetros y, preferentemente, entre 195 y 240 micrómetros.

En el documento FR2477001 de Grossi, la máquina de infusión incluye un sistema mecánico que hace que el molinillo modifique el tamaño medio de las partículas del café. La magnitud de tal modificación está basada en la discrepancia entre el tiempo de infusión efectivamente necesario para distribuir un café exprés y un tiempo estándar de infusión (fijado en treinta segundos), que se considera que es el tiempo ideal de infusión.

El documento US4767632 de Meier enseña la medición del recorrido de desplazamiento del pistón de compresión y el tiempo requerido para distribuir un volumen predeterminado de bebida, comparar estos datos con datos almacenados y utilizar una diferencia posible entre estos parámetros como medios para ajustar la cantidad de café y el tamaño de las partículas molidas de café cuando se elaboran bebidas subsiguientes.

El documento US 5645230 de Marogna da a conocer un aparato de triturado y de dosificación de café dotado de medios para detectar la humedad ambiental y para ajustar, en consecuencia, la distancia de la cuchilla de triturado para proporcionar un tamaño más fino o más grueso de las partículas.

Sin embargo, las anteriores soluciones no son suficientes debido a que otros diversos factores pueden afectar a la distribución correcta de un café.

En algunos casos los depósitos de café molido se acumulan en la rampa de café colocada por encima de la cámara de infusión: llega menos café a la cámara de infusión hasta que los depósitos se vienen abajo para descargar una mayor cantidad de café molido en la cámara. Las cantidades variables de café en la cámara de infusión también pueden ser debidas a la falta de dispositivos de medición precisa: tal es el caso cuando se acciona el molinillo durante una cantidad predefinida de tiempo, cuando se suministra a las cámaras volumétricas cafés que tienen distintos tamaños de partículas, por ejemplo, debido al desgaste del molinillo.

El documento EP1306040 de Mestek, el documento EP0486434 de Torma y otros documentos describen un pistón de cierre en la cámara de infusión que utiliza un “resorte de compensación”, es decir, un medio mecánicamente resiliente para alterar temporalmente el volumen interno de la cámara de infusión. Tal solución depende de las propiedades físicas del resorte y de la cantidad de café y de presión de agua en la cámara de infusión y desde luego no puede proporcionar una respuesta adaptable a condiciones dictadas por otras consideraciones tales como el tipo de café que ha de ser distribuido o la producción deseada de extracción.

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Los anteriores documentos expuestos no abordan los problemas relacionados con el tipo de café que se distribuye, el volumen o tamaño utilizado de café molido, u otras consideraciones sugeridas por las preferencias del mercado o de ahorro de costes. Se debe considerar también que el concepto de café puede Interpretarse de forma distinta y que una máquina de café tiene que ser una respuesta a los distintos requisitos de los usuarios finales. Además, en una máquina de distribución que utiliza cápsulas precargadas que contienen café molido, las cápsulas no pueden someterse a una trituración adicional del café contenido en las mismas y, por lo tanto no se puede cambiar este parámetro.

Por lo tanto, existe la necesidad de un procedimiento y una máquina de Infusión que pueda compensar automáticamente los muchos cambios del producto o de las condiciones de distribución para que tenga una buena calidad constante del café. Aunque el documento US 4 767 632 A da a conocer un procedimiento para monltorlzar los parámetros de infusión y para realizar ajustes entre ciclos, también existe la necesidad de un procedimiento y una máquina que lleve a cabo tal compensación en tiempo real, es decir, durante el mismo procedimiento de infusión.

Resumen de la invención

Un objetivo de la invención es solucionar los anteriores problemas y proporcionar un procedimiento y un aparato de infusión que maximizan constantemente la calidad y la producción de extracción de bebidas calientes obtenidas a partir de ingredientes recién molidos filtrados en una cámara de infusión mediante la corrección de los parámetros. Un objetivo adicional de la presente invención es la ilustración de un sistema de infusión que no solo se adapta a condiciones cambiadas dentro de umbrales predefinidos, sino que ajusta sus reglajes monitorizando las condiciones de infusión transmitidas por los sensores del sistema de infusión durante el ciclo de infusión.

Un objetivo adicional de la presente invención es reducir la salpicadura de café asociado normalmente con la altura fija de una boca de salida de bebida de la máquina de distribución de bebidas que utiliza recipientes de bebida que tienen distintas alturas de borde.

Se logran dichos objetivos por medio de la presente invención, que versa acerca de un procedimiento para controlar la Infusión de bebidas callentes según la reivindicación 1.

La presente Invención también versa acerca de un aparato de distribución de bebidas según la reivindicación 5.

La presente invención proporciona un procedimiento y un aparato para controlar, monitorizar y ajustar el procedimiento de infusión según uno o más parámetros que pueden ser almacenados en la memoria del controlador del sistema de infusión.

El procedimiento de la invención compara al menos uno de los datos monitorizados por el mismo controlador durante la etapa de infusión con al menos un dato almacenado anteriormente y, como efecto de tal comparación, dirige y controla mediante medios apropiados la mejor adaptación en tiempo real del ciclo actual de infusión hacia condiciones ideales de infusión.

En otras palabras, la presente invención monitoriza y cambia, si es necesario durante el mismo procedimiento de infusión, los parámetros del procedimiento de infusión según un número de parámetros que están configurados en la memoria del controlador del sistema de infusión. Según un aspecto preferente de la invención, los datos en tiempo real detectados son los caudales de agua caliente entrante o de bebida distribuida, y el parámetro que ha de ajustarse se selecciona a partir del agua caliente suministrada a la cámara de infusión o el caudal de bebida o su combinación. Según un aspecto adicional de la invención, se ajusta el caudal de la bebida modificando el volumen de la cámara de infusión; con este fin, el aparato comprende uno o dos pistones controlados independientemente por motores, para la cámara de infusión para modificar el volumen de dicha cámara.

Según otro aspecto preferente de la invención, se ajusta el caudal de bebida controlando el caudal del agua caliente que entra en la cámara de infusión. Esto se realiza utilizando más de una bomba o cambiando la velocidad de la bomba de agua o utilizando un medio de válvula que desvía parte del flujo o limita el mismo. Un objeto adicional de la invención es una máquina de distribución de bebidas que tiene al menos dos bombas vibratorias conectadas en serie.

Más en general, los medios para modificar el caudal de bebida están seleccionados entre al menos uno de: medios para modificar dicho volumen de la cámara de infusión; medios para modificar el caudal de agua caliente que entra en dicha cámara de infusión; posiblemente también medios para controlar la salida de bebida desde la cámara de infusión. Además, también se pueden utilizar medios para modificar el parámetro de trituración del café.

Los medios de control de la salida pueden implementarse mediante medios de válvula en el conducto de salida para la bebida, controlándose dicho accionamiento de válvula por medio del controlador en un sistema de realimentación en tiempo real.

Según un aspecto preferente adicional, se consiguen dichos objetivos configurando parámetros para una secuencia programada de las operaciones requeridas para completar el ciclo de infusión de bebida y, monitorizando tanto los

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datos almacenados como los datos reales obtenidos durante la etapa de Infusión, ajustando el caudal, posiblemente también la presión en la cámara de Infusión y el tamaño medio de las partículas, para aproximar el recorrido de distribución según se define por un Intervalo de curvas ideales de distribución relativas al caudal en función del tiempo, de la presión y del volumen del líquido para cada secuencia almacenada de bebida.

En particular, el control del caudal de la bebida y de la secuencia de las etapas de Infusión se llevan a cabo mediante el uso de uno o dos motores que accionan independientemente uno o dos pistones de cierre hermético de la unidad de infusión, al menos un detector del caudal y medios de válvula colocados en conexión de fluido corriente arriba con respecto a la cámara de infusión, medios de suministro de agua caliente y medios de salida de bebida, medios de descarga de desechos líquidos y una placa de control que conecta los distintos componentes.

Al controlar y ajustar el caudal del agua caliente suministrado a la cámara de Infusión es posible mejorar la calidad del café elaborado a partir de una cápsula, en la que no son regulables la compresión ni el tamaño de las partículas.

Breve descripción de los dibujos

Se divulgará adicionalmente la invención con referencia a los dibujos no limitantes adjuntos, en los que

- la flg. 1 es una vista lateral de un aparato según la invención al final de una etapa de distribución;

- la flg. 2 es una vista en planta del aparato de la fig. 1;

- la flg. 3 es una vista en sección del aparato de la fig. 1;

- la flg. 4 es una vista en sección del aparato con los dos pistones alineados antes de alcanzar la posición de Infusión;

- la flg. 5 es una vista en sección similar a la fig. 4, con los pistones en la posición de infusión;

- la flg. 6 es una vista en sección similar a la fig. 5, en la que la cámara de Infusión es mayor y se encuentra en

una posición distinta;

- la fig. 7 es un esquema de un circuito de agua para controlar el caudal de agua;

- la fig. 8 es una vista lateral en sección de otra realización del grupo de infusión de la invención;

- la fig. 9 es una vista en planta en sección del grupo de la fig. 8;

- la fig. 10 es una vista frontal en sección del grupo de las figuras 8 y 9, y

- la fig. 11 es un esquema adicional de un circuito de agua según la invención.

Descripción de realizaciones preferentes

Con referencia a las figuras 1-6, el aparato 1 de infusión según la presente invención comprende una cámara preferentemente cilindrica 2 de infusión, fabricada de metal tal como acero inoxidable o latón, o material revestido con teflón o de plástico, con al menos un lado 3 que puede abrirse para descargar el material gastado del que se elaboró la bebida.

Se proporcionan dos pistones 4, 5 de infusión en extremos opuestos de la cámara 2, cuando se encuentra en uso, para cerrarla herméticamente durante la etapa de infusión. Al menos un pistón (5 en la realización mostrada) es desplazable desde una posición abierta en la que el pistón 5 se encuentra en el exterior de la cámara (véase la fig. 2) para retirar el material elaborado, hasta una posición cerrada de infusión. También se proporcionan medios para controlar el desplazamiento máximo de cada uno de dichos pistones, de forma que el volumen mínimo en el interior de la cámara no sea menor que un valor predefinido; en general, tal valor es de 5-6 cm3

Hay dos filtros 6, 7 montados enfrentados entre sí en el área superior de cada uno de los pistones 4 y 5. Los filtros están dotados, de una forma conocida, de una pluralidad de agujeros, que tienen, preferentemente, tamaños y diámetros regulares en el Intervalo desde 0,15 hasta 1 mm y colocados para que tengan una distribución de agua y una extracción de la torta de café óptimas.

Los pistones 4 y 5 son accionados por dos motores independientes 9 y 8, respectivamente, con los que están conectados los pistones con medios adaptados para mover los dos pistones axialmente con respecto a la cámara de infusión. Los motores, preferentemente con un suministro de corriente continua, están conectados con roscas sin fin 8A y 9A que actúan sobre los bloques 10 y 11 para moverlos hacia arriba o hacia abajo. Los bloques 10 y 11 están conectados con los pistones 4 y 5, respectivamente, de forma que se puedan mover ambos pistones en las

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direcciones tanto hacia delante como hacia atrás, con independencia del otro pistón u otros componentes asociados con la unidad de infusión.

Los motores 8 y 9 pueden invertir independientemente el sentido de su rotación, y son activados por medio de una placa electrónica de control dotada de microprocesadores, que incluye una placa de alimentación adecuada para accionar los dos motores independientemente y monitorizar, por medio de la impedancia u otra señal, la carga aplicada contra ella. Se utiliza este parámetro para determinar la presión que opone el ingrediente molido comprimido en la cámara de infusión a dichos pistones. Ambos motores pueden estar dotados de medios para detectar la longitud de desplazamiento del pistón asociado. Los medios adecuados son, por ejemplo, un codificador, un sensor de efecto Hall, interruptores ópticos y similares.

Uno de los pistones, el pistón 4 en la realización mostrada, está dotado de un orificio 12 o medios similares de suministro de agua caliente a presión desde una fuente no mostrada a la cámara 2 de infusión. Los medios 13 de salida de bebida para descargar el líquido elaborado en el recipiente de bebida del usuario están asociados con el pistón 5, es decir, son integrales con él, y se mueven con el pistón 5. Los medios 13 de salida mostrados en las figuras 1-6 comprenden un conducto rígido con el que está conectado un conducto flexible adicional (no mostrado) para distribuir la bebida elaborada a la taza.

Las figuras 8-10 muestran otra realización del aparato de la invención, en la que se denomina a elementos similares con los números utilizados en las figuras 1-6, con la adición de un 8 a la izquierda. En esta realización, los dos pistones 84 y 85 son coaxiales con roscas sin fin respectivas 89A y 88A, cada uno de los cuales es accionado por medio de un motor eléctrico (no mostrado) mediante ejes 28 y 29 colocados a media altura del grupo de infusión. Los ejes 28 y 29 están conectados respectivamente con ejes verticales 30 y 31 que son engranajes operativos 32 y 33 que están conectados con roscas sin fin 88A y 89A. Los filtros 86 y 87 están colocados en cada pistón para filtrar el café molido como se ha explicado anteriormente. En la fig. 8 también se muestra una rampa 34 para el café molido.

Con referencia ahora a la fig. 7, el aparato según la invención comprende una bomba 14, para crear la presión requerida para el procedimiento de infusión, en conexión de fluido con la entrada 12 de agua de la cámara 2 de infusión y conectada con una fuente de agua tal como un depósito 15 de agua. El caudal preferente es de al menos 0,7 a 10 cl/seg, normalmente 1-2 cl/seg para café exprés, y la presión del circuito hidráulico se encuentra en un intervalo desde 0,1 MPa hasta 2,0 MPa, y preferentemente en el intervalo desde 0,3 hasta 1,8 MPa.

Se calienta el agua a presión que sale de la bomba 14 hasta temperaturas que varían desde 70 hasta 110 grados Celsius, preferentemente entre 80 y 100° Celsius utilizando un dispositivo 19 de calentamiento de agua a presión, tal como un depósito de caldera o un calentador instantáneo suministrado por el depósito 15 de agua (o la toma de agua). También se proporcionan medios 20 de control de la temperatura, asociados con los conductos de agua, la cámara 2 de infusión o los conductos de bebida; hay adaptados medios 20 para transferir Información en tiempo real (es decir, datos reales detectados durante la infusión de la bebida) relativa a la temperatura de al menos uno de los componentes entre los componentes calentados del circuito distinto del dispositivo de calentamiento de agua a una placa 16 de control.

El esquema de la fig. 7 también muestra medios 17 de dosificación para detectar el flujo de la bebida distribuida o, de forma alternativa, medios 18 para detectar el caudal del agua suministrado a la cámara 2 de infusión. Estos dos medios, al igual que los otros medios de sensores del aparato de la invención, están conectados a la placa 16 de control por medio de circuitería o mediante traspondedores. Los caudalímetros preferentes tienen una unidad de barrido que permite controlar las diferencias en el flujo al menos de solo 0,5 ml/seg, y preferentemente 0,1 ml/seg; además, se puede colocar un detector medidor del flujo, un sensor de peso, un detector de flujo u otros procedimientos para verificar el caudal saliente, en los medios de salida de bebida para monitorizar la salida efectiva en tiempo real del aparato de distribución.

Según la invención, la placa 16 de control tiene medios de memoria digital y medios apropiados para transferir y descargar de las fuentes externas configuraciones relativas a las distintas fases típicas del procedimiento de infusión, estando conectada lógica o eléctricamente esta placa de control con todos los componentes accionados eléctricamente comprendidos en el sistema de infusión y estando dotada, preferentemente, de un microcontrolador que tiene una memoria RAM de al menos 28K y un reloj de 5 GHz.

Hay integrado un soporte lógico digital en la placa de control, o se proporciona en conexión lógica con la placa 16. El soporte lógico está desarrollado para controlar y dirigir los diversos medios, poniéndolos en secuencia en el orden apropiado, encaminado hacia el control de las distintas etapas del ciclo de infusión. Los parámetros de la secuencia de infusión preferente están almacenados para cada bebida individual disponible para el usuario en la memoria del controlador.

Se pueden ajustar los parámetros de la secuencia de Infusión en una ubicación remota, utilizando un PC con un soporte lógico dedicado. Entonces, se pueden cargar nuevas configuraciones en la memoria del controlador utilizando una memoria flash-Eprom, una etiqueta electrónica, un transpondedor u otro sistema de transferencia remota de ficheros electrónicos. Se pueden poner a disposición de los usuarios algunas configuraciones de

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parámetros, preferentemente más sencillas, del aparato de distribución, para ser modificadas por ellos utilizando los medios para remitir una instrucción de entrada al controlador, tales como botones pulsadores o un teclado o una pantalla táctil, o por medio de otros dispositivos, tales como un terminal portátil, alámbrico o inalámbrico, que han de ser utilizados en el sitio de la máquina. Hay almacenadas configuraciones activas actuales en la memoria del controlador y pueden ser recuperadas para un control remoto. El controlador puede utilizar cualquiera de los sistemas disponibles para el experto en la técnica para recuperar y volver a cargar estos datos, tales como GPRS, una conexión de módem para un acceso por Internet a un banco central de datos, memorias sin contactos, un terminal portátil, memorias flash-eprom u otros medios adecuados de transferencia de la información digital. El soporte lógico operativo incluido normalmente en la placa del controlador también permite preseleccionar distintos grados de sensibilidad para el procedimiento de ajuste.

Se proporcionan al menos un recipiente 21 de almacenamiento para granos de café y un molinillo 22 fijado al mismo o, de forma alternativa, un recipiente para un producto comestible recién molido tal como café o té, o medios adaptados para proporcionar una cantidad dosificada de café molido a la cámara de infusión de una forma conocida per se en la técnica. Además, se pueden proporcionar uno o más recipientes para ingredientes solubles instantáneos.

Los medios de dosificación para controlar la cantidad de café distribuido en la cámara de infusión pueden ser volumétricos o estar basados en el tiempo, utilizando una tabla de inferencia, por ejemplo que enumera el tiempo de accionamiento de los molinillos y volúmenes previstos de café dependiendo del tamaño medio de partícula del café.

En una realización preferente de la invención el recipiente 21 de almacenamiento está dotado de medios 23 de detección para detectar la humedad relativa del aire y la temperatura en proximidad del recipiente de café o en el interior del mismo. El sensor 23 y el molinillo 22 están conectados con la placa 16 para proporcionar y recibir información. El aparato según la invención también comprende medios (no mostrados) de dosificación para monitorizar la longitud exacta de desplazamiento de cada pistón, por ejemplo detectándola mediante inferencia, utilizando sistemas dotados de codificador o motores de pasos o electromecánicos, o acoplando sensores electrónicos, utilizando sistemas disponibles para el experto en la técnica tales como sensores de efecto Hall u otros, a los ejes motrices respectivos de los dos motores que controlan los pistones de infusión o a partes de dichos pistones, en este caso para detectar incluso sin inferencia las posiciones reales de los dos pistones diferenciados.

El aparato está dotado, además, de medios para remitir una instrucción de entrada reconocida como una instrucción válida de entrada por el controlador, siendo utilizada esta instrucción de entrada para suministrar instrucciones al controlador relativas al tipo de bebida solicitado por el usuario de la máquina; por ejemplo un cliente o el camarero. El procedimiento de entrada puede Incluir un teclado, por ejemplo de tipo numérico o alfanumérico, un panel de membrana sencillo que use plctogramas o un panel interactivo, tal como una pantalla LCD o cualquier otra interfaz física común para enviar una Instrucción de infusión o de distribución a una máquina. La opción escogida también puede ser enviada por medio de una etiqueta o un transpondedor directamente a un escáner de etiquetas o a un lector de etiquetas en la proximidad del aparato y conectado digitalmente a la placa de control. De forma alternativa, se puede proporcionar la entrada que inicia el ciclo de infusión al controlador por medio de cualquier señal, por ejemplo generada mediante la inserción de una moneda u otra validación de crédito, reconocido como una señal aceptable de entrada por el controlador de la máquina.

Los anteriores medios comprenden medios conocidos para remitir al usuario del aparato información relativa al estado de la máquina, tales como indicadores de LED, una pantalla LCD o de plasma, un medio de visualización por fluorescente al vacío, al igual que medios para remitir digitalmente la información a una ubicación remota, separada físicamente de dicho aparato.

Según la invención, el parámetro preferente que ha de ser controlado y posiblemente ajustado es el caudal del agua caliente suministrado a la cámara 2 de infusión o de la bebida caliente que sale de la cámara de infusión.

Como se ha mencionado, los ajustes o alteraciones de los parámetros de infusión suponen los ajustes del caudal del agua caliente suministrado a la cámara y/o del volumen de la cámara. Además, también se puede ajustar el tamaño (por ejemplo, el tamaño medio de las partículas) del material molido para la infusión, la presión del agua caliente, la tasa de absorción de los motores que controlan los pistones o la presión del líquido de bebida que sale o el diámetro de los orificios que crean el paso libre total en el filtro colocado sobre (antes de) la salida.

Es preferible controlar, es decir cambiar o ajustar, el caudal del agua caliente, o el volumen de la cámara en vez de reducir el caudal de la bebida con una válvula en la salida de la bebida. De hecho, es más sencillo y certero cambiar estos parámetros en vez de alterar directamente el caudal de la bebida caliente: un medio de válvula colocado corriente abajo de la cámara de Infusión (o cámara de solubilización) hace contacto Inevitablemente con la bebida, con posibles problemas de contaminación cruzada cuando se distribuyen distintos tipos de bebidas, acumulación de depósitos, contaminación por bacterias y problemas similares.

Se descubrió que cuando se ajusta el caudal del agua caliente entrante para mantener constante la cantidad de café elaborada por unidad de tiempo, es decir para mantener un tiempo de distribución en el Intervalo de 10 a 30

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segundos y, preferentemente, desde 15 hasta 25 segundos, se puede tener en cuenta y corregir automáticamente la mayoría de las otras variaciones de parámetros.

En otras palabras, según la invención,

- se detecta el caudal de la bebida caliente o del agua caliente: este es el dato en tiempo real de un procedimiento de infusión que ha de ser monitorizado;

- se comparan los datos detectados de flujo en tiempo real con los datos almacenados relativos al caudal de la bebida caliente, el caudal almacenado puede ser distinto para distintos ingredientes comestibles molidos o tipos de bebida;

- si se tiene que llevar a cabo una corrección, se corrige el caudal de la bebida caliente alterando el volumen de la cámara de infusión o alterando el caudal del agua caliente suministrado a la cámara de infusión.

En una realización preferente de la invención no hay ningún medio mecánico para controlar el flujo de bebida caliente entre la cámara de infusión y el medio de distribución de bebida, es decir la salida desde la que se distribuye la bebida en una taza: se lleva a cabo cualquier alteración de los parámetros de infusión en la cámara de infusión o corriente arriba de la misma.

En una realización de la invención, para ajustar o alterar el caudal de la entrada de agua caliente, se sigue el siguiente procedimiento.

En cuanto se establece una presión en la cámara de infusión y el agua penetra progresivamente la torta de café, se utiliza el caudal indicado por el dispositivo de dosificación, al menos uno de los cuales se encuentra en conexión de fluido con el medio de entrada de agua de la cámara de infusión, como una señal de realimentación para alterar los parámetros de infusión, después de un retraso programable o comenzando desde la activación de la bomba.

En el caso de una indicación de falta de caudal incluso después del retraso programable, se pone el aparato de distribución en una condición de “fuera de servicio” y la interfaz apropiada representa visualmente tal información para los usuarios de la máquina.

Suponiendo una lectura positiva de caudal, según se monitoriza mediante al menos un indicador de caudal colocado antes de la cámara de infusión y en conexión de fluido con la misma, el controlador compara la lectura con el valor comparable de la curva ideal de distribución asociada con la bebida específica que está siendo distribuida.

Si hay discrepancia entre los dos datos, en una primera realización, se cambia al menos una de las longitudes de desplazamiento del pistón como consecuencia de la realimentación, de forma que se ajuste el volumen de la cámara 2 de infusión y se mantenga el caudal tan cercano como sea posible a la curva predefinida de distribución. La etapa de desplazamiento mínimo controlable por el controlador no debería variar el volumen interno de la cámara para volúmenes mayores de 0,5 cm3, preferentemente 0,3 cm3

En una segunda realización de la invención, se cambia y se ajusta el caudal de agua suministrado a la cámara de infusión. Esto puede llevarse a cabo, por ejemplo, utilizando una bomba que tenga una velocidad variable, tal como una bomba rotativa, para distribuir agua a presión a la cámara de infusión. También se puede obtener un cambio de velocidad cambiando la frecuencia de vibración de una bomba vibratoria.

De forma alternativa, según se muestra en la fig. 7, cuando el sensor 18 proporciona al controlador 16 la información de que se debería reducir el caudal del agua entrante, se acciona la válvula 24 para enviar una porción del flujo de agua a un circuito que incluye una cámara impelente 25 y conectada al depósito 15, o a la bomba o a un medio de descarga.

En la fig. 11 se muestra una realización preferente, en la que el aparato de la invención comprende dos bombas 14 y 14A conectadas en serie. Preferentemente, las dos bombas son bombas vibratorias y son accionadas por separado o al mismo tiempo según los requisitos reales del procedimiento de infusión. Las bombas adecuadas son, por ejemplo, aquellas fabricadas por Ulka (Italia).

Se ha descubierto que cuando dos o más bombas están conectadas en serie, es posible accionar ambas bombas al mismo tiempo y obtener un aumento del caudal de hasta un 80% y una reducción del tiempo de distribución de aproximadamente un 45-50%. Se obtienen estos valores cuando hay conectadas en serie dos bombas vibratorias idénticas pero no si están conectadas en paralelo. Utilizando dos bombas vibratorias Ulka E7, se aumentó el caudal desde 2,45 ml/seg hasta 4,23 ml/seg y se redujo el tiempo de distribución de un café exprés (que tenía un volumen de aproximadamente 47 mi) desde 20,4 seg hasta 11,2 seg. En vez de dos (o más) bombas idénticas, se pueden utilizar dos o más bombas distintas.

El procedimiento implicará poner en marcha en primer lugar una bomba o ambas bombas, según los requisitos de la bebida que ha de ser distribuida: por ejemplo, un café de filtro que implique, por ejemplo, 150 mi requerirá inicialmente el uso de las dos bombas para mantener el tiempo la distribución, es decir, de infusión, en el intervalo

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requerido de 10 a 35 segundos. Si los datos detectados durante la etapa de infusión son distintos de los datos almacenados, se detendrá una bomba o será ralentizada para alcanzar los valores requeridos.

Según se ha mencionado y se ejemplifica a continuación, se pueden detectar adicionalmente datos adicionales y se pueden ajustar o cambiar parámetros adicionales además del caudal. La siguiente secuencia de etapas operativas para la bebida escogida —por ejemplo un café “exprés”— muestra una realización que hace uso pleno de todos los parámetros y datos en tiempo real. La operación del aparato de distribución se inicia cuando el usuario de la máquina remite una instrucción de entrada al controlador. En primer lugar, se debe comprobar el ajuste correcto del grado de trituración. Los sensores 23 ubicados cerca del molinillo 22 o del recipiente 21 de café detectan el valor actual de humedad relativa, y opcionalmente también de la temperatura, en el aire. El controlador 16 incluye un soporte lógico que permite el almacenamiento de datos relativos a datos históricos comparables, monitorizados por medio de dichos sensores a intervalos de tiempo que son programables por el fabricante del aparato.

El soporte lógico del controlador puede utilizar diversos procedimientos para evaluar los datos disponibles, tanto actuales como históricos, por ejemplo añadiendo cada serie de dichos datos almacenados o partes de los mismos, calculando, por lo tanto, los datos estadísticamente significativos, tales como medias aritméticas o compuestas. Un criterio preferente de composición es el desfase entre el tiempo de monitorización y el tiempo de infusión, de forma que las lecturas de las últimas veinticuatro horas, preferentemente de las últimas una a nueve horas, tengan más peso.

Preferentemente, el soporte lógico del controlador incluye medios para establecer una tendencia, por ejemplo la comparación de lecturas actuales con las lecturas almacenadas de datos en distintos intervalos de tiempo, tales como, por ejemplo, durante las últimas una a veinticuatro horas, almacenados convenientemente en la memoria.

A diferencia de los sistemas disponibles, en la presente invención se utiliza la comparación de datos registrados anteriormente con las lecturas actuales para establecer un criterio preferente para influir en el ajuste de las cuchillas del molinillo, de forma que el usuario del aparato pueda optar por mantener variaciones frecuentes en función de los datos en tiempo real o, más tradicionalmente, un ritmo más lento de reducción de la distancia de las cuchillas, por ejemplo para estándares menos estrictos de calidad.

El motor que establece la distancia de las cuchillas del molinillo, dotado de medios para detectar la distancia real de las cuchillas o, de forma alternativa, para medir la longitud del desplazamiento del motor que controla las cuchillas, por ejemplo desde una posición completamente cerrada hasta la posición real. Cuando se detecta una diferencia con respecto a los datos almacenados superior a un umbral predeterminado, se acciona el motor para ajustar la distancia de las cuchillas en consecuencia. Se distribuye la dosis preseleccionada de café (por ejemplo, fijada en 6,5 gramos en el controlador), que tiene un tamaño medio predeterminado de las partículas según los valores monitorizados de humedad atmosférica relativa monitorizada y de tendencia, al igual que el tipo de bebida seleccionada, en la cámara 2 u 82 de infusión.

Después de triturar los granos de café, se lleva a cabo la etapa de infusión.

En general, se proporcionan cuatro etapas diferenciadas en el ciclo de infusión según la invención y el sistema de infusión incluye sensores apropiados para proporcionar a la placa de control información relativa al caudal de bebida caliente, al caudal de agua caliente, a la longitud del desplazamiento del o de los pistones y al consumo energético de los motores conectados a los mismos, a la temperatura de medios apropiados para transferir calor a la cámara de infusión. Como se ha mencionado anteriormente, todos los sensores están conectados bien mediante cableado o bien con una conexión de tipo traspondedor a la placa 16 de control, que también recibe información relativa al reglaje de las cuchillas del molinillo de café que alimenta la cámara de infusión y el tipo de bebida requerido por el usuario, seleccionando, de ese modo, un grupo de parámetros predefinidos durante ese ciclo específico de infusión.

El ciclo de infusión comienza cuando la cámara de infusión que ha sido llenada con la cantidad dosificada de café, se mueve un pistón 5 de cierre desde una posición abierta de llenado hasta una posición cerrada de infusión (fig. 5).

En esta fase inicial, al menos uno de los motores 8, 9 conectados a los pistones alcanza un nivel predefinido programable de absorción configurado como un parámetro umbral en la memoria del controlador, para una desconexión inmediata de la transmisión del motor una vez que se ha alcanzado el nivel predefinido.

El nivel de absorción fijado no solo depende de la cantidad de café, sino, por ejemplo, de datos de programación que ordenen el cierre del o de los pistones de infusión con una cantidad predeterminada de café en el interior de la cámara. Dicha cantidad predeterminada de café puede ser almacenada como un dato histórico acoplado con la lectura de absorción para establecer una correlación que ha de usarse para información estadística e información de

mantenimiento preventivo.

Se comprime ahora la torta de café a partir de la forma irregular determinada por el medio utilizado para transportarlo a la cámara de infusión, por ejemplo una forma piramidal, hasta alcanzar una forma cilindrica, con un nivel de compresión que depende de dicho parámetro umbral predefinido.

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Cuando el pistón ha alcanzado la longitud programada de desplazamiento con la torta comprimida de café, se puede pulverizar una cantidad programable de agua sobre la torta de café. Es preferible el uso de una bomba 14 con medios adaptados para controlar el flujo de la bomba, de forma que se pueda llevar a cabo esta etapa de pulverización con un caudal reducido, posiblemente al menos un 40% menor que el utilizado normalmente en la etapa de infusión.

Se lleva a cabo esta etapa opcional para prehumectar, cuando se necesita y con una cantidad programable de agua callente a presión procedente de la toma de agua, la torta de café, para minimizar los efectos negativos en términos de la calidad de la bebida y de la producción de extracción que tienden a crear los recorridos preferentes en la torta de café.

Después de que se ha distribuido la cantidad predefinida de agua sobre la torta de café, la unidad de Infusión se Interrumpe durante una cantidad predefinida de tiempo, Inferior a veinte segundos, preferentemente entre uno y diez segundos.

De forma alternativa, se puede cerrar temporalmente la salida de bebida para crear un aumento de presión para obtener una etapa similar de prehumectación sin una pausa.

Se puede omitir toda la etapa de prehumectación, especialmente si se van a distribuir cafés largos, de forma que se resalte la distinta naturaleza —por ejemplo— de una bebida denominada “café regular” de 300 mi de un café exprés tradicional, en la que más se utiliza la prehumectación y se prefieren normalmente mayores producciones de extracción.

Cuando se van a distribuir bebidas a base de hojas troceadas de té, mate o de tisana, se implementan descargas mayores de agua de prehumectación y pausas más prolongadas antes del inicio de la fase real de infusión, para maximizar la calidad de la extracción.

De forma similar, si se han de utilizar bebidas solubles en la cámara, se puede utilizar agua de prehumectación para maximizar la disolución en el líquido del ingrediente soluble.

La segunda etapa comienza cuando el controlador activa los medios asociados al menos con uno de los dos pistones de infusión, de forma que se lleve la cámara de infusión hasta una posición cerrada herméticamente de

infusión.

Los motores 8 y 9, en una realización, se desactivan subsiguientemente, de forma que los dos pistones se mantengan en una posición preprogramada, dependiendo del tipo de bebida que ha de ser distribuida, expresada en términos de longitud del desplazamiento o, preferentemente, del consumo energético de cada uno de los dos motores que regulan los pistones.

En una realización, los motores están adaptados con medios que permiten a dichos motores permanecer activados durante la compresión de la torta de café, hasta que alcanzan un nivel umbral en términos de consumo, y subsiguientemente durante la fase apropiada de infusión, de forma que se pueda utilizar el consumo de al menos uno de los motores como criterio de realimentación.

Los datos relativos a una longitud de desplazamiento y a un consumo energético, o los datos que expresan la relación entre los dos, al igual que su frecuencia, se almacenan en la memoria del controlador 16 para que se descargue posible información de mantenimiento preventivo de la memoria del controlador.

La infusión con medios a presión se lleva a cabo normalmente de dos formas diferenciadas: bien de arriba abajo de la torta, o bien de abajo arriba. En la realización mostrada en las figuras, se lleva a cabo la infusión de esta forma, aunque el otro procedimiento es igualmente utllzable.

Ambas realizaciones solucionan un problema asociado con los usuarios que utilizan una máquina de distribución de bebidas con recipientes de bebida de distintas formas y—en particular—alturas, tales como tazones de porcelana, tazas de café exprés, tazas de café, jarras pequeñas y similares.

Normalmente, estos recipientes están adaptados para que quepan en el área de distribución del aparato de distribución, pero sus alturas de borde varían normalmente entre 4 y 30 cm, más frecuentemente entre 6 y 20 cm.

Para solucionar este problema se utiliza una boca de salida de café conectada al pistón asociado y a su medio de salida de bebida, por lo que las longitudes programadas de desplazamiento de ambos pistones durante la fase de distribución permiten que se mueva la boca 13 de salida, según la preparación predefinida de bebida requerida, hasta una de vahas posiciones predefinidas. Por lo tanto, se puede desplazar la boca de salida inmediatamente por encima de los bordes de las tazas que tienen distintas alturas de borde desde el fondo, tal como una taza de capuchino o una taza de café exprés o un tazón, o de forma alternativa la boca de salida puede acceder a distintos medios de salida adaptados, por ejemplo, para distribuir uno o dos cafés al mismo tiempo.

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El controlador, dependiendo de parámetros predefinidos, puede ejecutar ciclos de infusión que tienen para cada pistón distintas longitudes de desplazamiento para mantener, para el tipo escogido de bebida, la presión correcta de la torta de café a la vez que se minimiza la distancia entre el borde del recipiente y el flujo de la bebida preparada que se vierte desde la boca de salida, o también para permitir que la boca de salida acceda a un recorrido alternativo de salida de bebida, por ejemplo para desviar la salida hacia dos salidas distintas de distribución.

Debido a que se pueden mover ambos pistones, elevando o reduciendo la altura de la boca de salida, con referencia al borde del recipiente de bebida, esta puede ser controlada, de esta forma, con independencia de la cantidad de café utilizada o del tipo de café deseado, para que el recipiente utilizado case con el área del receptáculo. La altura de la boca de salida de bebida depende del tipo predefinido de bebida o del recipiente de bebida requerido por el usuario, es decir, siguiendo los parámetros predefinidos en la memoria del controlador.

En la realización de los dibujos, la unidad de infusión puede mover la altura del medio de salida de bebida en un intervalo definido, en este caso entre 10 cm para ciclos simples de infusión y 7 cm para ciclos dobles de infusión.

En cuanto han completado los pistones sus recorridos programados de desplazamiento, se suministra agua caliente a la cámara de infusión por medio del filtro colocado en el pistón dotado de medios de entrada de agua, es decir, el filtro 7 u 87 del pistón 4 u 84. Los medios de entrada de agua caliente están en conexión de fluido con la o las bombas 14 y 14A, posiblemente con una válvula de tres vías o preferentemente con dos válvulas independientes para gestionar por separado el agua caliente entrante y el desecho residual de café líquido y con el dispositivo 18 de dosificación del caudal.

El control del caudal de esta etapa se lleva a cabo como se ha expuesto anteriormente, es decir, utilizando una o más de una pluralidad de bombas vibratorias, alterando la velocidad de las bombas o alterando el volumen de la cámara. Además, se puede llevar a cabo la reducción del caudal por medio de una válvula.

Finalmente, cuando se ha distribuido por completo el volumen predefinido de agua en la cámara de infusión y, de esta, al recipiente final, el controlador inicia la secuencia encaminada a la descarga de los posos utilizados de café. En primer lugar, se mueve al menos uno de los pistones, mediante los medios apropiados de transmisión, desde la posición final actualmente cerrada de infusión hasta una posición definida por una longitud de desplazamiento mayor que la de la referida posición cerrada final de infusión. Se almacenan varias longitudes de desplazamiento en la memoria del controlador y pueden ser utilizadas siguiendo criterios predefinidos de coincidencia con distintos tipos de bebida de café que están siendo distribuidos o cantidades de líquidos permitidas en los desechos de posos de café utilizado.

Se realiza este movimiento de compresión para aumentar la presión existente en la cámara de infusión, de forma que se mantenga una cantidad residual menor de líquido en la torta de café debido a la mayor presión conseguida de esta manera. En cuanto se alcanza el valor de la longitud de desplazamiento, el controlador abre un conducto (no mostrado) de agua para descargar la cantidad residual de café y de agua presente en la tubería de suministro, en la torta de café y en la cámara de infusión.

De forma alternativa, esto puede hacerse con dos válvulas independientes, controlando cada una de ellas por separado la entrada de agua a la cámara de Infusión y el conducto de purga que tiene como objetivo la descarga del líquido restante al final del ciclo de infusión en el interior de la cámara de infusión, en la torta de café y en los conductos de agua o, de forma alternativa, con una válvula de tres vías, por lo que, preferentemente, la anterior realización, que tiene dos válvulas individuales, permite la inclusión de controles independientes en los medios de entrada y de salida, de forma que el ciclo de Infusión pueda desplazar a tiempo el cierre de la entrada de agua y la apertura de los medios de descarga para los residuos líquidos de desecho utilizados.

Es útil hacer notar que todos los parámetros mencionados son registrados en la memoria del controlador con fines estadísticos y que pueden ser recuperados y ajustados en cualquier momento mediante medios disponibles para los expertos en la técnica, como se ha mencionado.

Claims (15)

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   1. Un procedimiento para controlar la infusión de bebidas desde un aparato (1) de infusión que comprende una cámara (2; 82) de infusión dotada de medios (6, 7; 86, 87) para filtrar agua caliente a presión a través de ingredientes comestibles molidos tales como café, té o tisanas y una unidad (16) de control que comprende medios de almacenamiento y de comparación de datos, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

   a) detectar al menos los datos del caudal de bebida de la bebida distribuida durante dicha etapa de infusión;

   b) comparar dichos datos detectados con datos almacenados en dicha memoria de la unidad de control para determinar si se debería realizar una corrección al caudal real de la bebida y

   c) ajustar un parámetro seleccionado de infusión de la bebida a partir del caudal del agua suministrado a dicha cámara (2; 82) de infusión y dicho volumen de la cámara de infusión, cuando se requiere para adecuar dicho caudal de la bebida a dichos datos almacenados;

   en el que dicho ajuste de dichos parámetros de infusión se lleva a cabo en tiempo real, durante el propio procedimiento de infusión, como un efecto de dicha etapa b) de comparación de dichos datos detectados con dichos datos almacenados.
2. 2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que se ajusta dicho caudal de agua caliente suministrado a la cámara (2; 82) de infusión utilizando una pluralidad de bombas (14, 14A).
3. 3. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que se ajusta dicho volumen de la cámara de infusión accionando el motor de al menos uno de los dos pistones (4, 5) que cierran herméticamente dicha cámara (2; 82) de infusión.
4. 4. Un procedimiento según la reivindicación 3, en el que el parámetro de infusión es la tasa de consumo de al menos uno de los motores (8, 9) que controlan los pistones de infusión.
5. 5. Un aparato (1) de distribución para distribuir bebidas desde una cámara (2; 82) de infusión dotado de medios (4- 7) para filtrar agua caliente a presión a través de ingredientes comestibles molidos tales como café, té o tisanas, medios (17, 18, 20) de detección de datos de parámetros de infusión cuando se elabora dicha bebida, una unidad (16) de control que comprende medios de almacenamiento y de comparación de dichos datos en tiempo real con un conjunto de datos almacenados, para determinar si se debería realizar o no una corrección a los parámetros, y medios para el ajuste de al menos uno de dichos parámetros relevantes de infusión, cuando se requiera para adecuar dichos datos en tiempo real a dicho parámetro registrado, caracterizado porque comprende medios de detección de dicho caudal de bebida y medios para ajustar en tiempo real, durante el propio procedimiento de infusión, un parámetro de infusión de la bebida seleccionado entre medios para modificar en tiempo real el caudal del agua suministrado a dicha cámara (2; 82) de infusión y medios para modificar en tiempo real dicho volumen de la cámara de infusión, cuando se requiere adecuar dicho caudal de bebida a dichos datos almacenados.
6. 6. Un aparato según la reivindicación 5, en el que dichos medios para ajustar el caudal del agua suministrado a dicha cámara (2; 82) de infusión comprenden dos o más bombas vibratorias (14, 14A).
7. 7. Un aparato según la reivindicación 5 o 6, que comprende, además, al menos dos pistones (4, 5) para dicha cámara (2; 82) de infusión accionados independientemente mediante motores (8, 9).
8. 8. Un aparato según la reivindicación 5 o 6, en el que dichos medios de monitorización están seleccionados entre sensores de caudal del agua (18) y/o de la bebida (17).
9. 9. Un aparato según la reivindicación 7, que comprende, además, sensores de la tasa de consumo de al menos uno de los motores (8, 9) que accionan dichos pistones (4, 5) de infusión.
10. 10. Un aparato según la reivindicación 5, en el que dicho medio para modificar el caudal de agua suministrado a dicha cámara de infusión comprende una bomba de agua de velocidad variable y en el que dichos medios (18) de detección del caudal de agua están conectados a los medios de cambio de la velocidad de bombeo de agua.
11. 11. Un aparato según la reivindicación 5, en el que dichos medios para modificar el caudal de agua caliente que entra en la referida cámara de infusión comprenden un circuito de realimentación derivado del circuito de agua para suministrar agua a dicha cámara de infusión, incluyendo dicho circuito de realimentación una válvula (24), una cámara impelente (25) y un conducto (27) que conecta dicha cámara impelente con dicho circuito de agua.
12. 12. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, que comprende un programa de soporte lógico que implementa un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
13. 13. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, que comprende un programa de soporte lógico que registra todos los datos relativos al procedimiento.
14. 14. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 13, que comprende un programa de soporte lógico que permite la recuperación de todos los datos relativos al procedimiento.
15. 15. El uso de un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14 para la distribución de bebidas calientes a partir de productos solubles.