ITFI20080121A1

ITFI20080121A1 - "dispositivo di separazione tra ambienti diversi e di dosaggio di un prodotto alimentare e macchina incorporante detto dispositivo"

Info

Publication number: ITFI20080121A1
Application number: IT000121A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Berto
Original assignee: Saeco Ipr Ltd
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-01-01
Also published as: KR20110031211A; RU2011103198A; JP2011526532A; TW201006759A; MX2010014074A; RU2521732C2; WO2010001428A3; AU2009265108A1; CN102084225A; EP2294366A2; US20110185908A1; WO2010001428A2

Description

“DISPOSITIVO DI SEPARAZIONE TRA AMBIENTI DIVERSI E DI DOSAGGIO DI UN PRODOTTO ALIMENTARE E MACCHINA INCORPORANTE DETTO DISPOSITIVO”

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

La presente invenzione riguarda il settore delle macchine per la produzione di bevande, in particolare macchine in grado di produrre bevande a base di caffè, quali ad esempio, ma non esclusivamente, macchine per caffè espresso per uso domestico o professionale, distributori automatici e simili.

Più in particolare la presente invenzione riguarda perfezionamenti alle macchine da caffè del tipo a grani, cioè che incorporano un macina-caffè che produce polvere di caffè a partire da grani provenienti da un serbatoio o contenitore, ma può trovare applicazione anche in macchine che fanno uso di caffè in polvere già macinato.

STATO DELLA TECNICA

Nel settore domestico, ma anche nel settore professionale e nei distributori automatici, è frequente l’uso di macchine manuali, semi automatiche od automatiche che contengono un serbatoio di grani di caffè dal quale, quando viene richiesta l'erogazione di una bevanda a base di caffè, viene dosata una quantità predeterminata di grani che viene successivamente macinata in un macina-caffè. La polvere ottenuta viene compattata in un gruppo di infusione in cui, tramite il passaggio di acqua calda, vengono estratti gli aromi dalla polvere di caffè per produrre la bevanda.

A seconda della dimensione del contenitore o serbatoio di grani e della frequenza con cui la macchina viene utilizzata, la materia prima, cioè i grani di caffè con cui viene preparata la bevanda, può subire una degradazione a causa della progressiva ossidazione dovuta al contatto con l’aria dei grani tostati. Questa ossidazione incide in modo negativo sulle qualità organolettiche della bevanda ottenuta. Analoghi problemi, si riscontrano quando la macchina è dotata di un serbatoio di polvere di caffè anziché di caffè in grani. In tal caso i problemi di ossidazione possono essere anche maggiori, a causa della maggiore superficie di contatto con l'aria ambiente offerta dalla polvere rispetto ai grani di caffè.

Problemi simili possono presentarsi nel dosaggio di altri prodotti alimentari, anche nello stesso tipo di macchine sopra menzionate. Infatti, queste ultime possono essere dotate di circuiti per l'erogazione di latte per produrre cappuccino, latte caldo, latte macchiato od altro. Anche in questo caso il contatto dell'alimento con l'aria può provocare alterazioni del prodotto.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Secondo un aspetto l’invenzione si propone di risolvere in tutto od in parte i problemi sopra menzionati.

Sostanzialmente, secondo una forma di realizzazione dell’invenzione viene previsto un dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio di un prodotto alimentare, ad esempio ed in particolare caffè, interfacciabile ad un contenitore per il prodotto alimentare corredato di un passaggio del prodotto alimentare verso un ingresso di una sede di alloggiamento di un elemento dosatore ruotante. La sede presenta anche un'uscita per l'erogazione del prodotto alimentare, e l'elemento dosatore presenta un corpo cavo con un'apertura per l'ingresso e l'uscita del prodotto alimentare nella cavità interna dell'elemento dosatore ruotante, in modo che ruotando detto elemento dosatore l'apertura del corpo cavo può essere portata in corrispondenza alternativamente dell'ingresso o dell'uscita della sede in cui è alloggiato l'elemento dosatore. Il prodotto alimentare entra ad esempio per semplice caduta nel volume cavo dell'elemento dosatore e, dopo una rotazione di circa 180°, viene scaricato in una sottostante tramoggia od altro organo di convogliamento verso il componente della macchina a valle.

In questo modo si ottiene la duplice funzione di erogare dosi predeterminate di prodotto alimentare evitando o comunque riducendo il collegamento tra l'ambiente (il contenitore) in cui si trova il prodotto alimentare e l'ambiente esterno od altro ambiente in cui il prodotto alimentare viene erogato. Ciò riduce in modo efficace ad esempio il contatto tra l'ossigeno atmosferico e il prodotto alimentare conservato nel contenitore.

In alcune forme di realizzazione, il prodotto alimentare contenuto nel contenitore è caffè in grani, e il dispositivo dosatore eroga in modo dosato i grani di caffè ad un macinacaffè ad esso associato, il quale provvede alla macinatura ed all'alimentazione della polvere di caffè ad un gruppo di infusione. Secondo altre forme di realizzazione il contenitore può contenere caffè già macinato e che quindi il dispositivo di dosaggio serve ad erogare la polvere di caffè direttamente ad un gruppo di infusione sottostante. In altre forme di realizzazione si può prevedere che il contenitore racchiuda al proprio interno non solo il caffè, bensì anche il macina-caffè. In questo caso il caffè è ancora in grani, ma il dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio serve ad erogare caffè già macinato, ad esempio scaricandolo direttamente verso il gruppo di infusione.

In altre forme di realizzazione il dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio può essere applicato ad un contenitore di latte od altro prodotto alimentare contenuto nella macchina erogatrice di bevande.

Con una disposizione di questo tipo, nel contenitore può essere mantenuta una condizione di atmosfera controllata, ad esempio ad alto contenuto di azoto od altro gas inerte, per prevenire o comunque limitare l'ossidazione del prodotto alimentare. Può anche essere vantaggiosamente controllato il grado di umidità o altre caratteristiche dell'atmosfera di conservazione del prodotto alimentare, ad esempio caffè, sia esso in polvere che in grani.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche e forme di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni dipendenti e verranno descritte con maggiore dettaglio nel seguito con riferimento ad un esempio di applicazione.

Secondo un ulteriore aspetto, forma oggetto dell'invenzione anche una macchina per la produzione di bevande, in specie caffè, preferibilmente ma non necessariamente una macchina automatica da caffè espresso, che comprende un dispositivo di dosaggio del tipo sopra definito.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L’invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e l’unito disegno, il quale mostra una forma di realizzazione esemplificativa e non limitativa dell'invenzione. Più in particolare: la

Fig. 1 mostra uno schema dei componenti principali di una macchina da caffè incorporante il dispositivo secondo dell’invenzione; la

Fig. 2 mostra un ingrandimento di un dispositivo di dosaggio secondo l’invenzione; la

Fig. 3 mostra una vista secondo III-III di Fig. 2; la

Fig. 4 mostra una sezione secondo IV-IV di Fig. 2; e la

Fig. 5 mostra una sezione secondo V-V di Fig. 3. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE DELL'INVENZIONE

Nel seguito viene descritta l'applicazione dell'invenzione al dosaggio di caffè in grani ed alla separazione ambientale tra il contenitore di caffè e l'ambiente esterno. Tuttavia, come osservato anche nella parte introduttiva della presente descrizione, l'invenzione può trovare applicazione anche in altre circostanze, ove si renda necessaria la separazione di un ambiente di contenimento di un prodotto alimentare rispetto ad un ambiente esterno o comunque rispetto ad un altro ambiente diverso da quello in cui è conservato il prodotto alimentare.

In Fig. 1, con 1 è complessivamente indicato l’insieme degli elementi principali della macchina da caffè, limitatamente a quelle parti necessarie alla comprensione della presente invenzione. Con 3 è indicato un gruppo di infusione, di per sé noto, con una tramoggia di ingresso 3A in cui viene immessa la polvere di caffè per la produzione della bevanda. Con 3B è indicato un ugello di erogazione della bevanda che si trova in corrispondenza di un piano 5 su cui può essere posizionato un bicchiere od una tazzina T in cui viene erogata e raccolta la bevanda.

Il caffè in polvere che alimenta il gruppo di infusione 3 viene prodotto a partire da grani di caffè contenuti in un contenitore o serbatoio 7 vantaggiosamente corredato di mezzi di chiusura a tenuta e/o associato ad un sistema di generazione e mantenimento di una atmosfera controllata all’interno del contenitore 7 stesso.

Al di sotto del contenitore 7 è posizionato un dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio 9, cioè un dispositivo dosatore di una quantità predeterminata di caffè in grani verso l’imboccatura 11 di un macinacaffè 13, di cui con 15 è indicato il motore di azionamento. Con 9X è indicata una generica interfaccia, cioè una connessione reciproca tra il contenitore 7 e il dispositivo 9. Si deve comprendere che tale interfaccia può assumere una qualunque conformazione idonea, ad esempio può essere costituita da un condotto anche di lunghezza relativamente elevata.

Come apparirà chiaro da quanto verrà descritto nel seguito, tale dispositivo 9 è denominato di separazione ambientale in quanto permette di ottenere un certo grado di separazione tra il volume interno del serbatoio o contenitore 7 (od altro ambiente a cui il dispositivo 9 è interfacciato) e l'ambiente esterno.

I vari organi ed attuatori associati ai componenti sin qui descritti sono controllati in modo opportuno da un'unità centrale di controllo, di cui è corredata la macchina da caffè 1 e non mostrata. L’unità di controllo provvede a controllare il dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio 9 nel modo appresso descritto, nonché il motore 15 del macinacaffè 13 ed il gruppo di infusione 3, questi ultimi in modo di per sé conosciuto e non descritto in dettaglio in questa sede.

Il dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio 9 ha la funzione di erogare verso il macinacaffè 13 quantità di caffè preimpostate od impostabili dall’utente prelevando detto caffè in grani dal serbatoio o contenitore 7 evitando che all’interno di quest’ultimo entri ossigeno atmosferico che può danneggiare ossidandolo il caffè conservato nel contenitore 7, o comunque limitando l'ingresso di ossigeno in tale contenitore.

A tal fine il dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio 9 presenta sostanzialmente la struttura illustrata in maggiore dettaglio nelle Figg.

2 a 5. Il dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio 9 comprende una sede 21 con un’apertura di ingresso 21A per l’alimentazione del caffè in grani proveniente dal contenitore 7 verso l’interno della sede di alloggiamento 21 stessa. Detta sede presenta inoltre un’uscita 21B per il caffè in grani. All’interno della sede di alloggiamento 21 è alloggiato un elemento dosatore 23 ruotante attorno ad un asse A-A nel modo appresso descritto. L’elemento dosatore 23 comprende un corpo cavo, con un volume interno 23A ed un'apertura 23B per l’ingresso e l’uscita del caffè in grani. L’elemento dosatore 23 può ruotare nell’alloggiamento 21 grazie alla sua forma a corpo di rivoluzione attorno all’asse A-A. La forma dell'elemento dosatore può essere sostanzialmente cilindrica, oppure e preferibilmente sostanzialmente sferica, pur non escludendosi forme diverse purché idonee a cooperare con tenute 25, 27 disposte attorno all’ingresso 21A ed all’uscita 21B dell’alloggiamento 21.

Come mostrato in particolare in Fig. 5, nella forma di realizzazione illustrata l’elemento dosatore 23 è accoppiato ad un albero di azionamento 29 che può essere a sua volta collegato ad un attuatore, come ad esempio un motore elettrico oppure ad una leva, un volantino od altro organo di azionamento manuale, con cui si ottiene la rotazione dell’elemento dosatore 23 attorno all’asse A-A per gli scopi appresso descritti.

Secondo alcune forme di realizzazione, il volume interno della sede di alloggiamento 21 in cui ruota l’elemento dosatore 23 può essere in collegamento con un condotto 31 di aspirazione, a sua volta collegato con una linea a vuoto con un aspiratore. Secondo altre forme di realizzazione il volume interno della sede di alloggiamento 21 può essere in collegamento con una linea di alimentazione di gas inerte, ad esempio azoto. Il condotto 31 sbocca in 31A (Fig. 5) all’interno del volume della sede di alloggiamento 21 in cui è disposto in modo ruotante l’elemento dosatore 23.

Il funzionamento del dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio 9 fin qui descritto è il seguente. Come accennato in precedenza, il contenitore 7 è preferibilmente un contenitore a tenuta d’aria e/o associato a sistemi che mantengono al suo interno un’atmosfera controllata, ad esempio prevalentemente costituita da azoto od altro gas inerte. Ciò ha lo scopo di conservare in condizioni ottimali i grani di caffè all’interno del contenitore stesso.

Quando il contenitore 7 non deve erogare caffè, il dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio 9 può assumere la posizione di Fig. 4, cosicché il passaggio 7A che pone in collegamento il contenitore 7 con l’apertura 21A e con la sede 21 è isolato rispetto all’uscita 21B della sede 21 stessa dall’elemento dosatore 23 che funge da otturatore. La tenuta è garantita dagli anelli di tenuta 25 e 27 che circondano l’ingresso 21A e l’uscita 21B della sede di alloggiamento 21. All’interno del volume della sede 21 può essere presente un gas inerte, ad esempio azoto od altro gas idoneo, per creare un’atmosfera controllata, oppure può essere generato un certo grado di vuoto grazie all’aspirazione attraverso il condotto 31.

Quando l’utente chiede l'erogazione una o più tazzine di caffè, l’elemento dosatore 23 viene posto in rotazione in modo tale che la sua apertura 23B venga portata inizialmente in corrispondenza dell’ingresso 21A e del passaggio 7A. Il volume interno del corpo cavo definito dall’elemento dosatore 23 si riempie in questo modo per semplice caduta di grani provenienti dal contenitore 7. La successiva rotazione di 180° dell’elemento dosatore 23 intorno all’asse A-A porta l’apertura 23B in allineamento con l’uscita 21B della sede 21, cosicché i grani raccolti all’interno del volume cavo 23A dell’elemento dosatore 23 cadono per gravità nella tramoggia 11 del macinacaffè 13. In funzione della dimensione del volume cavo 23A dell’elemento dosatore 23 e/o della quantità predeterminata di grani di caffè richiesti per l’erogazione e/o del numero di tazzine di caffè richieste, il ciclo di infusione può prevedere che l'elemento dosatore 23 ruoti più volte, ad esempio due o tre volte, fino a raggiungere la quantità di grani di caffè richiesti nella tramoggia 11 del macinacaffè 13. La rotazione può essere una rotazione di 360° oppure una rotazione oscillante di 180°, cioè l'elemento dosatore può ruotare in modo continuo o alternato.

Grazie agli anelli di tenuta 25, 27 che seguono la conformazione della sede di alloggiamento 21 nonché dell’elemento dosatore 23, questo ciclo di erogazione con rotazione singola o multipla riduce al minimo l’ingresso di aria all’interno del serbatoio o contenitore 7 che rimane pertanto in condizioni ottimali per quanto concerne la composizione dell’atmosfera controllata al proprio interno. Le condizioni di conservazione del caffè all’interno del contenitore 7 vengono così sostanzialmente migliorate rispetto a quanto accade nei contenitori tradizionali che sono completamente immersi in atmosfera.

L’utilizzo di un condotto 31 aspirante, ovvero di un condotto 31 che alimenta gas inerte all’interno della sede di alloggiamento 21 e quindi del volume cavo 23A dell’elemento dosatore 23, può consentire un ulteriore miglioramento delle condizioni di conservazione del caffè all’interno del contenitore 7. Infatti, in tal caso l’aria che penetra nel vano cavo 23A dell’elemento dosatore 23, quando quest’ultimo ruota verso il basso rivolgendo l’apertura 23B verso l’uscita 21B, viene aspirata oppure espulsa e sostituita da gas inerte quando, scaricato il caffè attraverso l’uscita 21B, l’elemento dosatore 23 ruota nuovamente nella posizione intermedia di Fig. 4 (o in una posizione ruotata di 180° rispetto a questa) prima di passare alla successiva posizione di carico, in cui l’apertura 23B dell’elemento dosatore 23 si trova nuovamente in allineamento con l’ingresso 21A e con l' passaggio 7A e quindi in collegamento con il contenitore 7.

In definitiva il dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio 9 migliora in modo sostanziale le condizioni di conservazione del caffè nel contenitore 7 anche per lunghi periodi, evitandone o comunque limitandone in modo apprezzabile l’ossidazione. Esso può servire anche in modo utile al dosaggio corretto della quantità di caffè richiesta per ciascun singolo ciclo di erogazione.

Come accennato in precedenza, in altre forme di realizzazione il macina-caffè 13, che nell'esempio illustrato è posto a valle del dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio potrebbe, essere alloggiato dentro il contenitore 7, che in tal caso avrà dimensioni adeguate. Si può così evitare o comunque ridurre anche l'ossidazione della polvere di caffè che rimane nel macina-caffè.

E’ inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica dell'invenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall’ambito del concetto alla base dell'invenzione. L’eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l’ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims

Rivendicazioni 1. Un dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio di un prodotto alimentare associabile ad un contenitore per il prodotto alimentare, il quale dispositivo comprende un elemento dosatore alloggiato in una sede di alloggiamento corredata di un ingresso per l'inserimento del prodotto alimentare e di un'uscita per l'erogazione del prodotto alimentare, in cui detto elemento dosatore è ruotante in detta sede e presenta un corpo cavo con un'apertura per l'ingresso e l'uscita del prodotto alimentare, con la rotazione di detto elemento dosatore l'apertura del corpo cavo potendo essere portata in corrispondenza alternativamente con ingresso o l'uscita di detta sede.
2. Dispositivo come da rivendicazione 1, comprendente organi di tenuta fra detta sede e detto elemento dosatore ruotante per separare l'ingresso e l'uscita di detta sede.
3. Dispositivo come da rivendicazione 2, in cui detti organi di tenuta comprendono una prima guarnizione circondante l'ingresso ed una seconda guarnizione circondante l'uscita di detta sede, l'elemento dosatore ruotante presentando una superficie esterna in contatto con detta guarnizione e scorrevole su di essa quando detto elemento dosatore ruota in detta sede.
4. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento dosatore ruotante ha una forma a solido di rotazione e preferibilmente una forma sostanzialmente sferica cava.
5. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta sede presenta un collegamento ad una linea di controllo dell'atmosfera in detta sede.
6. Dispositivo come da rivendicazione 5, in cui detta linea è una linea aspirante.
7. Dispositivo come da rivendicazione 5, in cui detta linea è una linea di alimentazione di un gas inerte.
8. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, associato ad un sistema a vuoto o ad atmosfera controllata.
9. Una macchina per la produzione di una bevanda comprendente almeno un contenitore per un prodotto alimentare ed un dispositivo di separazione ambientale e di dosaggio come da una o più delle rivendicazioni precedenti.
10. Macchina come da rivendicazione 9, per la produzione di caffè.
11. Macchina come da rivendicazione 10, comprendente un gruppo macinacaffè che riceve il caffè in grani da detto dispositivo di dosaggio ed alimenta polvere di caffè ottenuto dalla macinazione di detti grani al gruppo di infusione.