ITMI20081059A1 - Macchina per caffe con erogatore regolato termicamente - Google Patents

Description

"Macchina per caffè con erogatore regolato termicamente"

La presente invenzione si riferisce ad una macchina per caffè, per produrre ed erogare bevande a base di caffè comprendente:

- un condotto di alimentazione d'acqua ;

- almeno un dispositivo erogatore comprendente un'unità di infusione atta a contenere polvere di caffè, in cui detto dispositivo erogatore include un corpo infusore atto ad immettere acqua in detta unità di infusione quando detta unità di infusione è impegnata a detto gruppo erogatore, una camera di riscaldamento in comunicazione fluida con detto condotto di alimentazione, detta camera di riscaldamento comprendendo mezzi riscaldanti ed essendo provvista di un'uscita per consentire l'immissione di acqua ad una temperatura di erogazione in un condotto di collegamento in comunicazione fluida con detto corpo di infusione tramite una valvola di intercettazione.

Macchine del tipo sopra indicato sono note nel particolare settore tecnologico.

Esse, tuttavia, presentano una serie di inconvenienti come meglio risulterà dal seguito della presente descrizione .

II caffè, inteso come bevanda, è sempre stato molto diffuso ed apprezzato; in effetti al giorno d'oggi esso si presenta in numerose varietà, che differiscono tra loro sia per la miscela di partenza, sia per le modalità di estrazione della bevanda.

In particolare, il caffè espresso è una bevanda ottenuta istantaneamente utilizzando una macchina per caffè che fa passare dell'acqua calda attraverso uno strato di caffè macinato contenuto in una camera di infusione, generalmente un filtro metallico. L'acqua che passa attraverso lo strato di caffè deve essere riscaldata ad una certa temperatura ed è soggetta ad una certa pressione, dove la pressione e la temperatura ottimali sono selezionate in dipendenza anche dalla miscela di partenza. Tipicamente, la temperatura dell'acqua immessa nella camera di infusione è compresa tra circa 88 e 98°C e la pressione varia da circa 0.8 a 1.5 bar nel periodo iniziale di erogazione portandosi poi a circa 9 bar durante l'estrazione della bevanda.

Come è noto, tra le attrezzature utilizzate nei bar, alberghi e ristoranti e, sempre più, anche tra le attrezzature ad uso domestico, quella che viene comunemente chiamata macchina del caffè espresso è in realtà una apparecchiatura che, oltre al caffè espresso, fornisce anche molti altri servizi. Con queste macchine è infatti possibile erogare acqua calda per la produzione dì infusi come tè e camomilla, erogare vapore surriscaldato che, con la sua energia termica e cinetica, consente di riscaldare rapidamente il latte e di formare la fine schiuma che caratterizza il cappuccino.

Nella maggior parte delle macchine per caffè espresso correntemente utilizzate, la caldaia per il riscaldamento dell'acqua è separata dal gruppo erogatore e dalla camera di infusione.

Il brevetto italiano No. 1131532 descrive una macchina per caffè che comprende un circuito di alimentazione di acqua, nel quale il flusso d'acqua è controllato da una pompa, una caldaia per ottenere vapore in pressione, ed almeno un gruppo erogatore dotato di porta-filtro nel quale è inserita e dosata della polvere di caffè. Ciascun gruppo erogatore comprende una caldaietta dotata di autonoma regolazione termica e il circuito di alimentazione di acqua si sviluppa in modo atto ad alimentare in modo parallelo la caldaia e ciascuna caldaietta.

La domanda di brevetto Europeo No. 1 360 918 divulga una macchina per caffè espresso con una pluralità di unità erogatrici connesse ad una sorgente di acqua fredda sotto pressione e provviste con una valvola a solenoide per intercettare l'acqua che deve essere fornita, dove ciascuna unità erogatrice comprende una caldaietta separata connessa alla sorgente d'acqua e provvista di un elemento di resistenza elettrica connesso a delle condutture di alimentazione elettrica per mezzo di un interruttore e termostato separati.

La domanda di brevetto Europeo No. 1882 433 descrive un circuito idraulico per macchina per caffè nel quale una sorgente esterna di alimentazione dell'acqua ed il dispositivo erogatore sono messi in comunicazione fluida tra loro tramite un condotto di acqua fredda ed un condotto di acqua calda che prevede dei mezzi riscaldanti, dove il condotto di acqua fredda e il condotto di acqua calda si congiungono in un punto di miscelazione a monte del dispositivo erogatore. Nel corpo del dispositivo erogatore della macchina è disposto un generatore di calore, distinto dai mezzi riscaldanti interposti a monte del condotto caldo, per compensare le perdite di calore del corpo erogatore dovute alla dissipazione nell'ambiente esterno. A monte del punto di miscelazione, due elettrovalvole sono disposte rispettivamente sul condotto freddo e sul condotto caldo. Le elettrovalvole sono pilotate da mezzi di controllo che regolano la portata rispettivamente dei rispettivi condotti e quindi la temperatura dell'acqua che fluisce a valle del punto di miscelazione.

La Richiedente ha osservato che un sistema di controllo della temperatura dell'acqua inviata alla camera di infusione del caffè del dispositivo erogatore comprendente una pluralità di elettrovalvole per la regolazione della temperatura dell'acqua fornita fa aumentare, non solo i costi di produzione della macchina, ma anche quelli di manutenzione della stessa.

La Richiedente ha ulteriormente osservato che in un sistema idraulico che prevede un dispositivo erogatore provvisto di una caldaietta alimentata direttamente dalla rete idrica, sebbene il volume di acqua contenuto nella caldaietta sia relativamente limitato, è tuttavia necessario un certo tempo per portare l'acqua alla temperatura adeguata per la preparazione del caffè e questo con un dispendio di energia elettrica relativamente elevato. Ad esempio, la potenza elettrica utilizzata per innalzare la temperatura dell'acqua da quella "ambiente" (ad esempio pari a 10-20°C) posseduta dall'acqua in uscita dalla rete idrica alla temperatura necessaria per la preparazione di un caffè espresso (ad esempio 90°C), può essere pari a circa 0.8-2.5 KW, in dipendenza anche dalla quantità di bevanda da erogare, con conseguente elevato consumo di energia elettrica.

Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina per caffè nella quale i costi di produzione e di manutenzione siano ridotti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina per caffè che abbia ridotti consumi di potenza e che, allo stesso tempo, abbia un circuito idraulico che consenta di prontamente erogare acqua per l'infusione del caffè ad una temperatura adeguata alla produzione di caffè del tipo desiderato. Questo ed altri scopi che meglio risulteranno dalla descrizione che seguirà, vengono raggiunti con la macchina da caffè secondo l'invenzione in accordo con la rivendicazione 1.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione pratica, data a titolo di esempio non limitativo con riferimento all'unito disegno in cui:

- la Figura 1 rappresenta schematicamente un circuito idraulico ed un circuito di controllo per una macchina da caffè secondo una modalità realizzativa in accordo con la presente invenzione.

Con riferimento a tale figura, con 1 è indicata una caldaia convenzionale per una macchina da caffè espresso, per la produzione di acqua calda e vapore. Tale caldaia è alimentata, in modo convenzionale e non indicato in figura, da una sorgente idrica esterna di acqua fredda indicata con 2 .

La stessa sorgente idrica 2, tramite un condotto 3 ed una pompa 4, alimenta uno scambiatore di calore 5, pure convenzionale in un macchina per caffè espresso, posizionato all'interno della caldaia 1.

L'uscita di tale scambiatore di calore 5, tramite un condotto 6, alimenta acqua riscaldata ad un punto di miscelazione 7 al quale perviene pure un condotto 8 collegato al condotto 3, portante acqua fredda.

Sul condotto di acqua calda 6 e sul condotto di acqua fredda 8, a monte del punto di miscelazione 7, sono inseriti rispettivi regolatori di flusso indicati rispettivamente con 9 e 10.

Tali regolatori di flusso consentono di miscelare l'acqua fredda a quella calda in modo da ottenere un flusso di acqua calda, ad una temperatura predeterminata TI nel condotto 11 che, a valle del punto di miscelazione 7, perviene ad una camera di riscaldamento 12, in forma di una caldaietta, montata a bordo del dispositivo di erogazione del caffè, complessivamente indicato con 13. Tale dispositivo erogatore 13, in modo convenzionale, comprende un corpo infusore 14 che, nell'esempio illustrato è costituito dalla base della camera di riscaldamento 12, una unità di infusione costituita da un porta filtro 15, con filtro 16 ed ugello 17, per la erogazione del caffè sotto il quale trova posizione operativa, in modo altrettanto convenzionale, una tazzina di raccolta 18.

Mezzi di collegamento 19 sono previsti sul corpo infusore 14 per il collegamento rimovibile del porta filtro 15. All'interno della camera di riscaldamento 12 è posta una resistenza elettrica 20 per il riscaldamento dell'acqua sino ad una temperatura T2 adatta alla formazione della bevanda caffè la quale temperatura risulterà maggiore della temperatura TI posseduta dall'acqua a valle del punto di miscelazione 7 che svolge la funzione di sorgente nei confronti della camera di riscaldamento 12. Il funzionamento della resistenza di riscaldamento 20 è controllato da un sensore di temperatura 21 e dall'unità centrale di programmazione elettronica (CPU) schematizzata in 22.

L'acqua con temperatura stabilizzata nella camera di riscaldamento 12 viene fatta pervenire all'unità di infusione, vale a dire al porta filtro 15, tramite un condotto 23 che collega l'uscita 24 della camera 12 al canale 25 ricavato nel corpo erogatore 14 e che sfocia immediatamente a monte del filtro 16.

Nel condotto 23 è posta una elettro valvola 26 anch'essa comandata dalla unità di controllo 22.

Tale elettro valvola 26, in una posizione, determina l'alimentazione dell'acqua al porta filtro e quindi la formazione della bevanda, nell'altra posizione interrompe la alimentazione dell'acqua e risulta in comunicazione con uno scarico 27 esterno alla macchina.

Secondo la presente invenzione, l'acqua immessa nella camera di riscaldamento 12 dal condotto di alimentazione 11 si trova già ad una temperatura TI relativamente elevata (ad esempio, non inferiore a circa 80°C) e pertanto il tempo di riscaldamento necessario a raggiungere la temperatura ottimale T2 per la formazione della bevanda (ad esempio, di circa 90°C), è ridotto con conseguente riduzione del tempo per la preparazione della bevanda e soprattutto eliminando tempi d'attesa tra la erogazione di una dose di caffè e la successiva per dover attendere che l'acqua raggiunga la temperatura richiesta. Secondo una forma reaiizzativa, la temperatura TI è inferiore di da 10 a 20°C rispetto alla temperatura T2. Inoltre, la potenza elettrica necessaria alla resistenza elettrica 20 necessaria ad innalzare ed a stabilizzare la temperatura fino alla temperatura T2 di preparazione della bevanda risulta relativamente bassa, ad esempio, non superiore a 0.8 KW, anche per l'erogazione di quantità relativamente elevate di bevanda, ad esempio 120-250 cm3.

Sebbene nella figura sia indicato un solo dispositivo erogatore 13, la presente invenzione contempla una macchina per caffè che comprende una pluralita di gruppi erogatori, ciascuno dei quali definito secondo gli insegnamenti sopra descritti.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per caffè per produrre ed erogare bevande a base di caffè comprendente: - un condotto di alimentazione d'acqua (11); - almeno un dispositivo erogatore (13) comprendente una unità di infusione (15) atta a contenere polvere di caffè, in cui detto dispositivo erogatore (13) include un corpo di infusione (14) atto ad immettere acqua in detta unità di infusione (15) quando detta unità di infusione è impegnata a detto gruppo erogatore (13), una camera di riscaldamento (12) in comunicazione fluida con detto condotto di alimentazione (11), detta camera di riscaldamento (12) comprendendo mezzi riscaldanti (20) ed essendo provvista di un'uscita (24) per consentire l'immissione di acqua ad una temperatura di erogazione (T2) in un condotto di collegamento (23) in comunicazione fluida con detto corpo di infusione (14) tramite una valvola di intercettazione (26); caratterizzata dal fatto che detto condotto di alimentazione d'acqua (11) è in comunicazione fluida con una sorgente d'acqua (7) ad una temperatura di alimentazione (Tl), detta sorgente d'acqua (7) essendo termicamente accoppiata ad una sorgente di calore (5), detta temperatura di alimentazione (Tl) essendo inferiore a detta temperatura di erogazione (T2).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1 caratterizzata per il fatto che detta sorgente d'acqua (7) è collegata a monte di detto condotto di alimentazione {11) con un condotto per acqua calda (6) accoppiato termicamente a detta sorgente di calore (5) e con un condotto per acqua fredda (8,3) in comunicazione fluida con una sorgente idrica (2) esterna alla macchina.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata per il fatto che detta sorgente d'acqua (7) è costituita da una giunzione di miscelazione tra detto condotto per acqua fredda (8,3) e detto condotto per acqua calda (6).
4. 4. Macchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata per il fatto che detta sorgente di calore (5) comprende uno scambiatore di calore in contatto termico con mezzi riscaldanti (1).
5. 5. Macchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto condotto per acqua fredda (8) e detto condotto di acqua calda (6) comprendono ciascuno un elemento regolatore di flusso (9, 10) per regolare la portata del flusso di acqua fredda e di acqua calda, rispettivamente .
6. 6. Macchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto gruppo erogatore (13) comprende inoltre un sensore di temperatura (21) e mezzi di controllo (22) collegati sia a detto sensore di temperatura (21) che a detta valvola di intercettazione (26).