PT2298142E - Dispositivo e processo para a formação de espuma de um alimento líquido, em especial de leite - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

"DISPOSITIVO E PROCESSO PARA A FORMAÇÃO DE ESPUMA DE UM ALIMENTO LÍQUIDO, EM ESPECIAL DE LEITE" A presente invenção refere-se a um dispositivo e a um processo para a formação de espuma de um alimento líquido, em especial de leite, de acordo com a reivindicação 1 e a reivindicação 11.

Para a formação de espuma de um alimento líquido são conhecidos dispositivos nos quais o alimento líquido, vapor e ar são misturados numa câmara de formar espuma, de modo que o alimento líquido forma espuma e pode ser descarregado através de uma saída.

Em especial em máquinas de café, é conhecido, por exemplo para a preparação de Cappuccino, que se forma espuma no leite com tais dispositivos. De maneira típica, o ar e/ou o leite é aspirado, neste caso, em virtude da circulação de vapor, por meio do efeito Venturi.

Por exemplo, no documento EP 00243326 A2 é descrito um dispositivo para a formação de espuma de leite, no qual um tubo de admissão de leite, um tubo de admissão de vapor e um tubo de admissão de ar estão ligados a uma câmara de formar espuma. O leite e o ar são aspirados em virtude da circulação de vapor, por meio do efeito Venturi. O dispositivo apresenta válvulas de estrangulamento, que podem ser accionadas manualmente, para a regulação do fluxo de ar e de leite. 1

Em virtude da grande popularidade de bebidas com mistura de café, em especial de bebidas com mistura de café e leite, os dispositivos para a formação de espuma de alimentos líquidos encontram uma utilização cada vez mais alargada. Em especial na gastronomia, existem, por conseguinte, elevadas exigências na qualidade da espuma produzida.

Além disso, são pretendidas crescentemente também bebidas frias de mistura, as quais contêm alimentos líquidos com espuma. Para a produção de espuma fria de leite, é conhecido a partir do documento WO 2008/083941 AI que se transporta leite por meio de uma bomba até uma válvula de estrangulamento e, em seguida, em alternativa, para a produção de espuma fria de leite, se descarrega directamente através de uma saída ou, para a produção de espuma quente de leite, se conduz em primeiro lugar através de um aquecedor contínuo e, em seguida, se descarrega através de uma saída.

Mesmo no caso da espuma fria de leite se pretende que esta apresente um aspecto uniforme de poros finos e, por conseguinte, durabilidade. Em virtude dos diferentes tipos de espuma pretendidos, com matérias-primas diferentes, como por exemplo leite com temperatura ou teor de gordura diferentes, bem como outros alimentos líquidos com viscosidades diferentes, mostra-se difícil a produção dos respectivos tipos de espuma pretendidos.

Cabe assim à invenção o objectivo de criar um dispositivo e um processo para a formação de espuma de um alimento líquido, que simplifique para o utilizador a formação de espuma do alimento líquido, para a produção de espuma fria com uma consistência pretendida, em especial relativamente a diversas 2 consistências de espuma misturadas e/ou diversos parâmetros iniciais do alimento liquido, como por exemplo temperatura, teor de gordura ou viscosidade. Além disso, o dispositivo de acordo com a invenção deve distinguir-se através de uma estrutura robusta e de custos favoráveis.

Estes objectivos são resolvidos através de um dispositivo de acordo com a reivindicação 1, bem como um processo de acordo com a reivindicação 11. Algumas configurações vantajosas do dispositivo encontram-se nas reivindicações 2 a 10 e do processo de acordo com a invenção, nas reivindicações 11 a 15. O dispositivo de acordo com a invenção para a formação de espuma de um alimento liquido, em especial de leite, compreende assim uma bomba, a qual apresenta do lado da aspiração um tubo de elevação, que pode ser ligado com condução de fluido a um reservatório para o alimento líquido. Do lado da aspiração da bomba, no trajecto do fluxo do alimento líquido, está colocado um tubo de admissão de ar, por meio do qual pode ser alimentado ar ao alimento. Além disso, a jusante da bomba, no trajecto do fluxo do alimento, está colocada uma válvula de estrangulamento. Como é já conhecido no estado da técnica, para a produção de espuma fria é alimentado ar ao alimento líquido, do lado da aspiração da bomba e, do lado da compressão da bomba, a jusante da válvula de estrangulamento, verifica-se uma expansão da mistura de ar e alimento, de modo a ser produzida espuma fria. É essencial que, de forma diferente de dispositivos conhecidos anteriormente, o dispositivo de acordo com a invenção compreenda uma unidade de controlo e o tubo de admissão de ar, uma válvula de ar, que pode ser controlada por meio da unidade de controlo. A válvula de ar é uma válvula de ar intermitente, 3 ou seja, que por meio da unidade de controlo, em alternativa, pode ser indicada pelo menos uma posição com elevado fluxo de ar e uma posição com fluxo de ar mais reduzido em relação à primeira e/ou sem qualquer fluxo de ar. A unidade de controlo e a válvula de ar estão configuradas para actuar em cooperação, de tal maneira que o fluxo médio de ar da válvula de ar pode ser controlado através de comutação repetida entre as posições da válvula de ar, que são pelo menos duas. 0 dispositivo de acordo com a invenção apresenta assim, por um lado, em relação ao dispositivo conhecido anteriormente, a diferença de uma válvula de ar no tubo de admissão de ar poder ser controlada por meio de uma unidade de controlo. Com isso o fluxo de admissão de ar pode assim ser controlado automaticamente, de modo que, por exemplo, um controlo dependente do produto inicial e/ou da temperatura ou de outros parâmetros do produto inicial e/ou dependente do tipo e consistência pretendida para a espuma a produzir pode ser indicado previamente, de maneira simples, através da unidade de controlo.

Por outro lado, o dispositivo de acordo com a invenção distingue-se por o fluxo de ar da válvula de ar ser controlado através de comutação repetida entre pelo menos duas posições da válvula de ar. Verifica-se assim não um controlo do fluxo de ar através de uma válvula de estrangulamento, em vez disso é feita comutação repetidamente, entre pelo menos duas posições da válvula de ar, com fluxo de ar diferente, de modo que resulta em média o fluxo de ar pretendido.

Investigações da requerente revelaram que, em especial o tipo de controlo do fluxo de ar referido anteriormente, torna possível um controlo de alta precisão do fluxo de ar pretendido, 4 realizável de modo substancialmente mais exacto e mais simples em relação à utilização de válvulas de estrangulamento. Com isso, a "cadenciação" do fluxo de ar, através da comutação repetida entre as posições da válvula de ar, que são pelo menos duas, tem um efeito positivo sobre a formação da espuma. Em especial no caso da produção de espuma fria de leite é essencial a adição de ar doseável com exactidão, uma vez que, em comparação com a produção de espuma quente, não está à disposição um outro parâmetro de controlo, como por exemplo a temperatura de aquecimento ou temperatura e quantidade do vapor alimentado para a regulação. Além disso, a cadenciação do ar mostra um efeito positivo sobre a formação da espuma, em especial no caso da produção de espuma fria de leite.

De modo preferido, a válvula de ar apresenta duas posições, uma posição no essencial fechada e uma posição aberta. De modo preferido, a primeira posição referida é uma posição completamente fechada, ou seja, na qual não se verifica qualquer fluxo de ar através da válvula de ar. No entanto, condicionado pela forma de construção ou em virtude dos tempos de comutação, mesmo em posição "fechada" pode verificar-se um fluxo de ar insignificante. 0 fluxo médio de ar da válvula de ar é controlado, neste caso, através de comutação repetida entre a posição fechada e aberta. Em especial, é vantajosa a utilização de válvulas magnéticas, uma vez que tais válvulas são vendidas já em diferentes formas de realização e tornam possíveis elevadas frequências de comutação entre a posição fechada e aberta.

Numa configuração vantajosa, a unidade de controlo e a válvula de ar estão configuradas para actuar em cooperação, de tal maneira que o fluxo médio de ar da válvula de ar pode ser controlado através de indicação prévia de uma frequência de 5 comutação, com a qual é feita comutação entre as posições da válvula de ar, que são pelo menos duas e/ou através de indicação prévia de um coeficiente de utilização entre as posições, que são pelo menos duas. 0 coeficiente de utilização descreve a relação de tempo na qual, após comutações repetidas, uma posição da válvula de ar se encontra em relação às outras posições. Com apenas duas posições de comutação, o coeficiente de utilização é indicado habitualmente numa especificação percentual DC (duty cycle) . Um coeficiente de utilização de 5% DC significa assim, numa válvula de ar com uma posição aberta e uma posição fechada, que em média para 5% da duração a válvula de ar está aberta e para 95% da duração a válvula de ar está fechada.

Investigações da requerente revelaram que, em especial através de indicação prévia do coeficiente de utilização pode ser obtida uma indicação prévia exacta de diferentes consistências de espuma, em especial de diferentes volumes de espuma, com o mesmo peso total do alimento distribuído. Com o dispositivo de acordo com a invenção pode assim ser indicada previamente, por indicação prévia do coeficiente de utilização através da unidade de controlo, a consistência da espuma produzida, em especial a dimensão média dos poros da espuma, de maneira simples e reproduzível com exactidão.

Investigações da requerente revelaram que, de modo preferido, a válvula de ar e a unidade de controlo estão realizadas de tal maneira que pode ser indicada previamente, por meio da unidade de controlo, uma frequência de comutação na gama de 1 Hz a 50 Hz, de modo preferido na gama de 1 Hz a 20 Hz, além disso, de modo preferido, na gama de 5 Hz a 15 Hz, em especial uma frequência de aproximadamente 10 Hz. É que as válvulas típicas, em especial válvulas magnéticas, mostram os melhores 6 resultados com as gamas de frequência indicadas, em especial é assim vantajoso um funcionamento de uma válvula magnética com uma frequência de aproximadamente 10 Hz.

Como referido anteriormente, é vantajoso, em especial, o controlo de uma consistência de espuma pretendida através de indicação prévia do coeficiente de utilização. Investigações da requerente revelaram que, de modo preferido, a válvula de ar e a unidade de controlo estão realizadas de tal maneira que pode ser indicado previamente, por meio da unidade de controlo, um coeficiente de utilização entre a posição aberta e fechada da válvula de ar na gama de DC 2% a DC 80%, de modo preferido na gama de DC 5% a DC 60%. Além disso, de modo vantajoso, pode ser indicado previamente um coeficiente de utilização entre a posição aberta e fechada da válvula de ar na gama de DC 2% a DC 90%, de modo preferido de DC 5% a DC 70%. Através das gamas referidas resulta uma optimização da gama de valores indicada previamente para o coeficiente de utilização e a alteração da consistência da espuma, em especial do volume da espuma, em função da alteração do coeficiente de utilização. A alimentação de ar verifica-se, de modo preferido, por meio do efeito Venturi. Para isso o tubo de admissão de ar, de modo preferido, está realizado e/ou colocado de tal maneira que pode ser alimentado ar por meio do efeito Venturi, devido à circulação do alimento liquido.

Do mesmo modo, a alimentação activa de ar, por exemplo, por meio de uma bomba, se situa no âmbito da invenção. A alimentação passiva de ar, por meio do efeito Venturi, apresenta, no entanto, a vantagem de não serem necessários quaisquer componentes adicionais para a alimentação de ar. 7

Por meio do dispositivo de acordo com a invenção podem assim ser obtidas, por um lado, diferentes consistências de espuma e, por outro lado, consistências de espuma indicadas previamente para diferentes líquidos de saída, com diferentes temperaturas e/ou viscosidades ou outros parâmetros.

De modo preferido, a unidade de controlo, por conseguinte, está configurada programável, de modo que, para diversos produtos de bebidas, podem ser memorizados e/ou indicados previamente de forma inalterável, na fábrica, na unidade de controlo, respectivamente, parâmetros para a produção de espuma. Estes parâmetros compreendem, de modo preferido, um ou vários parâmetros do grupo de frequência de comutação, coeficiente de utilização, duração de espuma, quantidade de espuma e/ou quantidade de café misturada, bem como o ciclo de preparação da bebida, ou seja, um ou vários momentos e/ou uma ou várias durações da adição do café e um ou vários momentos e/ou durações da adição da espuma. Deste modo, para diferentes produtos de bebidas pode ser indicado previamente o ciclo completamente automático da sua produção, por exemplo, a sequência da adição de café e espuma, as respectivas proporções das quantidades, bem como o parâmetro para a produção de espuma. De modo preferido, a unidade de controlo, por conseguinte, está ligada adicionalmente a um dispositivo para a produção de café, de modo que a produção e/ou tiragem do café pode igualmente ser controlada por meio da unidade de controlo.

De modo vantajoso, a unidade de controlo compreende assim uma unidade de memória, para a memorização de pelo menos um modo de formar espuma, sendo que o modo de formar espuma compreende uma frequência de comutação e/ou um coeficiente de utilização.

Através de indicação prévia de um modo de formar espuma, em função do controlo exacto da alimentação de ar, é garantida uma consistência da espuma que se mantém constante. Além disso, com memorização de vários modos de formar espuma é possível para o utilizador uma produção especialmente simples de consistências de espuma diferentes e/ou utilização de alimentos líquidos diferentes ou alimentos líquidos com parâmetros diferentes. De modo preferido, o dispositivo compreende, por conseguinte, uma unidade de entrada, por meio da qual o utilizador selecciona um modo de formar espuma indicado previamente, de modo que a unidade de controlo controla o dispositivo com os parâmetros memorizados para este modo de formar espuma. Em alternativa ou adicionalmente, é vantajoso que a unidade de controlo esteja ligada a pelo menos um detector, por exemplo, para a medição da temperatura e/ou do teor de gordura do alimento líquido a dotar de espuma. Dependendo dos dados de medição do detector, verifica-se na unidade de controlo uma associação a um modo de formar espuma correspondente ou a um grupo de modos de formar espuma correspondentes, de modo que, independentemente do utilizador e independentemente, por exemplo, da temperatura e/ou do teor de gordura do alimento líquido, é sempre produzida uma espuma com a consistência pretendida. Do mesmo modo encontra-se no âmbito da invenção que alguns parâmetros do alimento líquido, como por exemplo temperatura, teor de gordura e/ou viscosidade sejam introduzidos manualmente pelo utilizador, através de uma unidade de manejo e a unidade de controlo seleccione um modo de formar espuma correspondente ou um grupo de modos de formar espuma correspondentes.

Com associação de parâmetros a um grupo de modos de formar espuma verifica-se a selecção do modo de formar espuma a 9 utilizar deste grupo, de modo preferido pelo utilizador, por meio de uma unidade de manejo. A indicação prévia dos modos de formar espuma verifica-se, de modo preferido, na fábrica, no entanto existe igualmente também a possibilidade de o utilizador memorizar os seus próprios modos de formar espuma ou alterar modos de formar espuma já existentes, no âmbito da invenção.

Através do controlo do fluxo de ar por meio de uma unidade de controlo, em especial o controlo de alta precisão com o dispositivo de acordo com a invenção, é além disso possível, durante a operação de formar espuma, alterar de maneira controlada a consistência da espuma. Assim, pode ser produzida, por exemplo, uma espuma com consistência que se altera continuamente, em especial a dimensão média dos poros da espuma e/ou automaticamente um sistema de camadas de espuma com consistência diferente, em especial dimensão média diferente dos poros da espuma.

De modo preferido, por conseguinte, pelo menos um modo de formar espuma apresenta dois valores diferentes para a frequência de comutação e/ou o coeficiente de utilização, sendo que a cada par de valores está associado um tempo de duração para a sua aplicação. De modo preferido, com um modo de formar espuma é indicada previamente uma frequência de comutação constante e vários coeficientes de utilização, que se alteram de forma escalonada ou continuamente, após durações indicadas previamente. Deste modo é possível a produção automática de sistemas de camadas de espuma interessantes à vista e ao sabor. 10

De modo vantajoso, o dispositivo de controlo está ligado à bomba e esta está configurada para actuar em cooperação, de tal maneira que o débito da bomba pode ser controlado por meio do dispositivo de controlo. Deste modo pode assim ser indicado previamente a um produto com espuma pretendido, não só um fluxo de ar exacto da válvula de ar, mas adicionalmente também uma alimentação exacta do alimento liquido, em especial ser indicado também um débito que pode variar.

Investigações da requerente mostraram que é vantajosa, em especial, a utilização de uma bomba de engrenagens para a elevação do alimento liquido, uma vez que, no caso de uma bomba de engrenagens o débito pode ser controlado de maneira especialmente fiável. Além disso, uma bomba de engrenagens efectua uma mistura uniforme da mistura de alimento e ar. Do mesmo modo a utilização de outras bombas encontra-se no âmbito da invenção, em especial também bombas de ancoragem oscilante se comprovaram como boas para utilizar no dispositivo de acordo com a invenção.

De modo preferido, um modo de formar espuma compreende, por conseguinte, adicionalmente um tempo de formar espuma para a totalidade da operação de formar espuma, em especial adicionalmente um tempo de formar espuma e pelo menos um débito da bomba. A válvula de ar está realizada, de modo preferido, de tal maneira que o fluxo de ar da válvula de ar pode ser controlado através de sinais de controlo eléctricos. 0 estrangulamento situado a jusante da bomba, no trajecto do fluxo do alimento, pode estar realizado como bocal ou como 11 válvula de estrangulamento. De modo vantajoso, o estrangulamento está realizado como estrangulamento regulável, em especial como válvula regulável de estrangulamento e ligado à unidade de controlo, de tal maneira que podem ser indicadas previamente, por meio da unidade de controlo, em alternativa, pelo menos duas diferentes secções transversais de fluxo para o alimento liquido que circula através da válvula de estrangulamento.

Deste modo, na produção de espuma fria de leite pode assim ser controlada adicionalmente, por meio da unidade de controlo, a secção transversal do fluxo da válvula de estrangulamento e, por conseguinte, o comportamento de expansão da mistura de alimento e ar, a jusante da válvula de estrangulamento.

De modo preferido, os modos de formar espuma memorizados na unidade de memória, referidos anteriormente, compreendem adicionalmente, por conseguinte, uma posição de abertura e/ou uma secção transversal do fluxo da válvula de estrangulamento.

Numa outra forma preferida de realização, o dispositivo de acordo com a invenção compreende adicionalmente uma câmara de formar espuma e um tubo de admissão de vapor. 0 tubo de admissão de vapor está ligado à câmara de formar espuma com condução de fluido - eventualmente através de outros tubos. Além disso, a válvula de estrangulamento está ligada à câmara de formar espuma com condução de fluido, a jusante do trajecto do fluxo do alimento liquido.

Esta forma preferida de realização do dispositivo de acordo com a invenção apresenta a vantagem de, em alternativa, poder ser produzida espuma quente ou fria. 12

Para a produção de espuma fria não é alimentado vapor na câmara de formar espuma e a produção verifica-se como descrito anteriormente, sendo a espuma fria descarregada por uma saída colocada a jusante da câmara de formar espuma. Para a produção de espuma quente de leite - como é conhecido anteriormente nos dispositivos conhecidos no estado da técnica - a formação de espuma de uma mistura de alimento líquido, ar e vapor é realizada na câmara de formar espuma e, em seguida, a espuma aquecida devido à alimentação de vapor é descarregada através de uma saída colocada a jusante da câmara de formar espuma. A alimentação de ar verifica-se, neste caso, de modo preferido, como descrito anteriormente, através da válvula de ar intermitente, do lado da aspiração da bomba.

Esta forma de realização do dispositivo de acordo com a invenção apresenta a vantagem de, com uma estrutura especialmente simples e, por conseguinte, de custos favoráveis e robusta, poder ser produzida, em alternativa, espuma fria ou quente. Em especial para a produção de espuma quente, pode-se recorrer a componentes e parâmetros de controlo já utilizados até agora, uma vez que a formação de espuma na câmara de formar espuma se verifica de maneira em si mesma conhecida, por meio de alimentação de vapor através do tubo de admissão de vapor. No caso da produção de espuma fria, em contrapartida, não se verifica qualquer alimentação de vapor; no entanto, a descarga da espuma fria de leite verifica-se também através da câmara de formar espuma. Não são assim necessárias, em especial, quaisquer secções paralelas de tubos, de modo que é obtida uma estrutura mais simplificada, de custos mais favoráveis, menos susceptível de falhas e mais fácil de limpar. 13

Em especial é vantajoso configurar adicionalmente a válvula de estrangulamento de modo a poder ser controlada como descrito anteriormente e realizar a unidade de controlo de tal maneira que, na produção da espuma quente de leite, a válvula de estrangulamento esteja aberta, ou seja, não apresente nenhuma ou apenas uma resistência muito reduzida à passagem do fluxo, enquanto que na produção da espuma fria de leite, a válvula de estrangulamento apresenta uma secção transversal mais reduzida em relação à primeira, que leva a uma expansão da mistura de ar e alimento liquido a jusante da válvula de estrangulamento e, deste modo, à formação da espuma.

Deste modo resulta a vantagem de, na produção de espuma quente de leite, a carga da bomba e a necessária absorção de energia é reduzida, através da resistência mais reduzida à passagem do fluxo com a válvula de estrangulamento aberta e a produção de espuma quente de leite verifica-se, de modo preferido, exclusivamente ou essencialmente na câmara de formar espuma, de maneira em si mesma conhecida. Na produção da espuma fria de leite, em contrapartida, a resistência à passagem do fluxo ideal para tal pode ser indicada previamente através da unidade de controlo, por meio de correspondente regulação da válvula de estrangulamento.

De modo preferido, a forma de realização descrita anteriormente, a par da câmara de formar espuma e do tubo de admissão de vapor, compreende adicionalmente um segundo tubo de admissão de ar, que pode ser fechado, em alternativa, por meio de uma segunda válvula de ar. 0 segundo tubo de admissão de ar está ligado - eventualmente através de outros tubos - à câmara de formar espuma com condução de fluido. A segunda válvula de ar está configurada para actuar em cooperação com a unidade de 14 controlo, de tal maneira que a entrada de ar através do segundo tubo de admissão de ar pode ser indicada previamente, em alternativa, por meio da unidade de controlo.

Nesta forma de realização preferida pode assim ser alimentado ar, em alternativa, à bomba do lado da aspiração, através da válvula de ar e/ou à bomba do lado da compressão, através da segunda válvula de ar. Isto apresenta a vantagem, em especial para a produção de espuma quente de leite, de se poder recorrer a processos e parâmetros conhecidos. Em especial, de maneira em si mesma conhecida, pode ser utilizado leite na câmara de formar espuma, por um lado e uma mistura de vapor e ar, por outro lado, para a produção de espuma quente de leite.

De modo preferido, a produção de espuma fria de leite verifica-se ao ser alimentado ar exclusivamente através do tubo de admissão de ar colocado do lado da aspiração da bomba. A produção de espuma quente de leite verifica-se, de modo preferido, ao ser alimentado ar exclusivamente através do segundo tubo de admissão de ar, do lado da compressão da bomba.

De modo preferido, o segundo tubo de admissão de ar está realizado de tal maneira que pode ser aspirado ar por meio do efeito Venturi. Em especial, o segundo tubo de admissão de ar, de modo preferido, está ligado ao tubo de vapor, de tal maneira que é aspirado ar devido à circulação de vapor.

De modo vantajoso, na forma de realização do dispositivo de acordo com a invenção, para a produção de espuma quente ou fria de leite a segunda válvula de ar e/ou o tubo de vapor podem ser controladas por meio da unidade de controlo. Além disso, os modos de formar espuma memorizados na unidade de memória, 15 referidos anteriormente, compreendem adicionalmente, de modo vantajoso, parâmetros correspondentes, relativamente ao fluxo de vapor e ao fluxo de ar através do segundo tubo de admissão de ar.

Além disso, é vantajoso que a segunda válvula de ar esteja configurada analogamente à primeira válvula de ar ou a uma configuração vantajosa da válvula de ar colocada do lado da aspiração da bomba, ou seja, que tanto a primeira como também a segunda válvula de ar sejam válvulas de ar intermitentes. Deste modo concretizam-se as vantagens através de utilização de válvulas de ar intermitentes, tanto na produção de espuma quente como também na produção de espuma fria. Igualmente é vantajoso configurar o controlo da segunda válvula de ar analogamente ao controlo da válvula de ar colocada do lado da aspiração da bomba ou a uma forma de realização vantajosa dai derivada, em especial uma frequência de comutação e um coeficiente de utilização.

No caso da configuração do dispositivo de acordo com a invenção para a produção de espuma fria e quente de leite, a descarga de ambos os tipos de espuma verifica-se, de modo preferido, através da mesma saída.

Para a produção de vapor o dispositivo compreende, de modo preferido, um gerador de vapor. Também aqui é especialmente vantajoso se o gerador de vapor está ligado à unidade de controlo e está configurado para actuar em cooperação com esta, de maneira que pode ser controlado pelo menos o momento do começo e do fim da adição do vapor. Em especial é vantajoso que a quantidade de vapor alimentada possa ser controlada por meio da unidade de controlo. Deste modo podem ser indicados previamente, por meio da unidade de controlo, o conjunto dos 16 parâmetros na produção de espuma, relativamente ao débito do alimento líquido, alimentação de vapor e alimentação de ar e assim pode ser reproduzida em grande escala uma qualidade de espuma pretendida.

De modo preferido, o modo de formar espuma compreende neste caso, adicionalmente, uma quantidade de vapor e/ou um período para a alimentação de vapor.

De modo preferido, o tubo de vapor desemboca directamente na câmara de formar espuma. A válvula de ar e/ou a segunda válvula de ar está realizada, de um modo preferido, de tal maneira que o fluxo de ar da válvula de ar pode ser controlado através de sinais eléctricos de controlo.

De modo preferido, o dispositivo de acordo com a invenção compreende uma câmara de refrigeração, para alojamento e refrigeração do alimento líquido. Em especial é vantajoso se o dispositivo de acordo com a invenção está integrado numa máquina de café em si conhecida, em especial numa máquina de café completamente automática.

Do mesmo modo, a realizaçao do dispositivo de acordo com a invenção como aparelho acessório para uma máquina de café encontra-se no âmbito da invenção. Neste caso é vantajoso se o dispositivo de acordo com a invenção compreende uma ligação de controlo para ligação da unidade de controlo a uma unidade de controlo da máquina de café e a unidade de controlo está realizada de tal maneira que, dependendo de sinais de controlo da máquina de café, se verifica uma produção de espuma 17 correspondente aos sinais de controlo. Neste caso o controlo central verifica-se assim a partir da máquina de café, a qual, de acordo com a necessidade (ou seja, dependendo da bebida produzida através da máquina de café) exige espuma com a consistência indicada previamente, por meio de sinais de controlo. De modo preferido, a espuma é extraída através de uma saída da máquina de café. A invenção compreende, além disso, um processo para a formação de espuma de um alimento líquido, em especial de leite, de acordo com a reivindicação 14. Neste caso o alimento líquido é elevado por meio de uma bomba, a qual apresenta do lado da aspiração um tubo de elevação ligado com condução de fluido a um reservatório para o alimento líquido. Além disso, é alimentado ar ao alimento, por meio de um tubo de admissão de ar colocado do lado da aspiração da bomba, no trajecto do fluxo do alimento líquido e, a jusante da bomba, o alimento líquido é conduzido através de uma válvula de estrangulamento. É essencial que uma válvula de ar intermitente do tubo de admissão de ar seja comutada repetidamente, por meio de uma unidade de controlo, entre pelo menos uma posição com elevado fluxo de ar e uma posição com fluxo de ar mais reduzido em relação à primeira e/ou sem qualquer fluxo de ar, para o controlo do fluxo médio de ar da válvula de ar.

De modo preferido, o processo de acordo com a invenção é realizado por meio de um dispositivo de acordo com a invenção ou uma configuração vantajosa deste.

De modo vantajoso, no processo de acordo com a invenção, na regulação da válvula de ar por meio da unidade de controlo, é feita comutação repetidamente entre uma posição aberta e uma 18 fechada, no essencial. Em especial, é vantajoso que seja indicada previamente uma frequência de comutação e/ou um coeficiente de utilização, entre as posições aberta e fechada, por meio da unidade de controlo.

De modo preferido, durante uma operação de formar espuma é alterado o fluxo de ar da válvula de ar, conforme um trajecto indicado previamente na unidade de controlo.

Além disso, é vantajoso que, no processo de acordo com a invenção, a jusante da válvula de estrangulamento, o alimento líquido seja conduzido para uma câmara de formar espuma, sendo que, para a produção de espuma quente de leite é alimentado ar por meio do tubo de admissão de ar, do lado da aspiração da bomba e/ou é alimentado ar por meio de um segundo tubo de admissão de ar, do lado da compressão da bomba e à câmara de formar espuma é alimentado vapor, por meio de um tubo de admissão de vapor e para a produção de espuma fria de leite é alimentado ar ao alimento líquido, do lado da aspiração da bomba, por meio do tubo de admissão de ar e o alimento líquido é feito passar através da câmara de formar espuma sem alimentação de vapor.

Em especial é vantajoso, neste caso, que, para a produção de espuma quente de leite a válvula de estrangulamento seja aberta e para a produção de espuma fria de leite a válvula de estrangulamento seja colocada numa posição de fecho, na qual a secção transversal do fluxo para o alimento líquido é reduzida pela válvula de estrangulamento, em relação à posição aberta. 0 processo de acordo com a invenção é realizado, de modo preferido, por meio de um dispositivo de acordo com a invenção ou de uma configuração vantajosa deste. 19

Outras características vantajosas e configurações vantajosas do dispositivo de acordo com a invenção e do processo de acordo com a invenção são descritas em seguida, com base na figura 1. Na figura 1 está representado esquematicamente um exemplo de realização de um dispositivo de acordo com a invenção para a formação de espuma de um alimento liquido. A partir de um reservatório 1 de leite, é transportado leite através de um tubo 3 de elevação, por meio de uma bomba 2 realizada como bomba de engrenagens. A bomba 2 está ligada a uma câmara 5 de formar espuma, através de um tubo 4 de admissão de alimento. É essencial que, do lado da aspiração da bomba 2, possa ser alimentado ar, através de um tubo 3a de admissão de ar, no tubo 3 de elevação e, por conseguinte, para o alimento liquido. 0 tubo 3a de admissão de ar apresenta uma válvula 3b de ar, realizada como válvula magnética, a qual pode ser controlada por meio de uma unidade 9 de controlo. A desembocadura do tubo 3a de admissão de ar no tubo 3 de elevação está realizada de tal maneira que o ar é alimentado, por meio do efeito Venturi, em virtude da circulação do alimento líquido no tubo 3 de elevação. A jusante da bomba 2, no tubo 4 de admissão de alimento, está colocada uma válvula 4a regulável de estrangulamento no trajecto do fluxo do alimento líquido, a qual pode igualmente ser controlada por meio da unidade 9 de controlo. 0 dispositivo apresenta, além disso, um gerador 6 de vapor, o qual está ligado à câmara 5 de formar espuma, através de um tubo 7 de admissão de vapor. Desembocando no tubo 7 de admissão 20 de vapor, está colocado um segundo tubo 8 de admissão de ar, sendo que a desembocadura está realizada de tal maneira que, em virtude da circulação de vapor, é aspirado ar do segundo tubo de admissão de ar, por meio do efeito Venturi e introduzido na câmara 5 de formar espuma.

Além disso, o segundo tubo de admissão de ar apresenta uma segunda válvula 10 de ar realizada como válvula magnética. 0 produto com espuma produzido é descarregado num recipiente, como por exemplo uma chávena 11, através de uma saída 5a. A unidade 9 de controlo está ligada, além disso, à segunda válvula 10 de ar, ao gerador 6 de vapor e à bomba 2, de modo que por meio da unidade de controlo podem assim ser controladas, numa operação de formar espuma, a quantidade de transporte e a velocidade de transporte do alimento líquido, a quantidade de vapor e o fluxo de vapor, a quantidade de ar e o fluxo de ar, quer relativamente ao tubo 3a de admissao de ar, quer também relativamente ao segundo tubo 8 de admissão de ar e secção transversal no tubo 4 de admissao de alimento, na válvula 4a de estrangulamento.

Para isso a unidade 9 de controlo compreende uma unidade de memória, na qual estão memorizados vários modos de formar espuma, que compreendem parâmetros correspondentes para os componentes referidos anteriormente. Em especial, são indicados previamente para a válvula 3b de ar e a segunda válvula 10 de ar, respectivamente, pelo menos uma frequência de comutação, bem como pelo menos um coeficiente de utilização.

Através de uma unidade de manejo (não representada) um utilizador pode seleccionar um produto com espuma pretendido. A 21 unidade 9 de controlo controla os componentes individuais, correspondendo aos valores do modo de formar espuma associado.

Se o utilizador seleccionar, por exemplo, espuma fria de leite, então o gerador 6 de vapor é desactivado e a segunda válvula 10 de ar fechada, ao passo que é activado um tubo de admissão de ar, através da válvula 3b de ar e do tubo 3a de admissão de ar, por meio de uma frequência de comutação indicada previamente e de um coeficiente de utilização indicado previamente e a válvula 4a de estrangulamento é ajustada para uma secção transversal reduzida do fluxo. Com a activação da bomba 2 através da unidade 9 de controlo, verifica-se assim, por um lado, admissão de ar em função do efeito Venturi do lado da aspiração da bomba, com uma velocidade de fluxo definida com precisão, em função do coeficiente de utilização indicado previamente e da frequência de comutação indicada previamente da válvula 3b de ar. Além disso, em função da secção transversal reduzida do fluxo, verifica-se com a válvula 4a de estrangulamento uma expansão da mistura de leite e ar, na zona do tubo 4 de admissão de alimento situada a jusante da válvula 4a de estrangulamento e na câmara 5 de formar espuma. A descarga da espuma fria de leite verifica-se através da saída 5a para a chávena 11.

Se o utilizador seleccionar, em contrapartida, espuma quente de leite, então a válvula 3b de ar é fechada por meio da unidade 9 de controlo e a válvula 4a de estrangulamento aberta, de modo que não existe qualquer secção transversal reduzida do fluxo, em relação ao tubo 4 de admissão de alimento. A unidade 9 de controlo, além disso, põe em funcionamento a bomba 2 e o gerador 6 de vapor, correspondendo aos valores do modo de formar espuma associado e controla-os correspondendo aos valores 22 indicados previamente. Além disso, a segunda válvula 10 de ar é controlada através da unidade 9 de controlo, com base na frequência de comutação indicada previamente e no coeficiente de utilização indicado previamente, de modo que se verifica um fluxo médio de ar de acordo com os parâmetros indicados previamente, através da unidade de controlo. O ar é neste caso aspirado, em função do efeito Venturi, sendo que o segundo tubo 8 de admissão de ar está ligado com condução de fluido, por um lado, ao tubo 7 da admissão de vapor e, por outro lado, à segunda válvula 10 de ar e a segunda válvula 10 de ar pode ser aberta em relação à atmosfera envolvente, de modo que é aspirado ar da zona ambiente. Na câmara 5 de formar espuma verifica-se assim a mistura de leite, vapor e ar, de modo a ser produzida uma espuma que é aquecida em função do vapor alimentado. A espuma quente de leite é descarregada através da saída 5a para a chávena 11.

Num outro modo de formar espuma, memorizado na unidade de memória da unidade 9 de controlo, são indicados previamente dois pares de valores, respectivamente, para o controlo da bomba, do gerador de vapor e da válvula de ar e para cada par de valores é indicada adicionalmente uma duração. Se o utilizador seleccionar este modo de formar espuma, então em primeiro lugar é realizado um controlo para a primeira duração indicada previamente, de acordo com o primeiro par de valores e, em seguida, um controlo para a segunda duração indicada previamente, de acordo com o segundo par de valores, de modo que resulta um produto com espuma com duas camadas, com tipo de espuma diferente. 23 A válvula 3b de ar está igualmente colocada de tal maneira que pode ser aspirado ar da atmosfera envolvente.

Lisboa, 23 de Novembro de 2011

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para a formação de espuma de um alimento liquido, em especial de leite, compreendendo uma bomba (2), a qual apresenta do lado da aspiração um tubo (3) de elevação, que pode ser ligado com condução de fluido a um reservatório para o alimento liquido, sendo que do lado da aspiração da bomba (2) , no trajecto do fluxo do alimento líquido, está colocado um tubo (3a) i de admissão de ar, por meio do qual pode ser alimentado ar ao alimento e, a jusante da bomba (2) , no trajecto do fluxo do alimento, está colocada uma válvula (4a) de estrangulamento, caracterizado por o dispositivo compreender uma unidade (9) de controlo e o tubo (3a) de admissão de ar, uma válvula (3b) de ar, que pode ser controlada por meio da unidade (9) de controlo e por a válvula (3b) de ar ser uma válvula (3b) de ar intermitente, com a qual pode ser indicada, por meio da unidade (9) de controlo, em alternativa, pelo menos uma posição com elevado fluxo de ar e uma posição com fluxo de ar mais reduzido em relação à primeira e/ou sem qualquer fluxo de ar e por a unidade (9) de controlo e a válvula (3b) de ar estarem configuradas para actuar em cooperação, de tal maneira que o fluxo médio de ar da válvula (3b) de ar pode ser controlado através de comutação repetida entre as posições da válvula (3b) de ar, que são pelo menos duas.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a válvula (3b) de ar apresentar uma posição no essencial fechada e uma posição aberta e a unidade (9) de controlo e a válvula (3b) de ar estarem realizadas de tal maneira que 1 podem ser controladas através de comutação repetida entre a posição fechada e aberta da válvula (3b) de ar do fluxo médio de ar; de modo preferido, a válvula (3b) de ar está realizada como válvula magnética.
3. 3. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a unidade (9) de controlo e a válvula (3b) de ar estarem configuradas para actuar em cooperação, de tal maneira que o fluxo médio de ar da válvula (3b) de ar pode ser controlado através de indicação prévia de uma frequência de comutação, com a qual é feita comutação entre as posições da válvula (3b) de ar, que são pelo menos duas e/ou um coeficiente de utilização entre as posições, que são pelo menos duas, em especial por a válvula (3b) de ar e a unidade (9) de controlo estarem realizadas de tal maneira que pode ser indicada previamente, por meio da unidade (9) de controlo, uma frequência de comutação na gama de 1 Hz a 50 Hz, de modo preferido de 1 Hz a 20 Hz, além disso, de modo preferido, na gama de 5 Hz a 15 Hz, em especial uma frequência de aproximadamente 10 Hz.
4. 4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 e a reivindicação 3, caracterizado por a válvula (3b) de ar e a unidade (9) de controlo estarem realizadas de tal maneira que pode ser indicado previamente, por meio da unidade (9) de controlo, um coeficiente de utilização entre a posição aberta e fechada da válvula (10) de ar de DC 2% a DC 90%, de modo preferido de DC 5% a DC 70%.
5. 5. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações 3 a 4, caracterizado por a unidade (9) de controlo compreender uma unidade de memória, para a memorização de 2 pelo menos um modo de formar espuma, sendo que o modo de formar espuma compreende uma frequência de comutação e/ou um coeficiente de utilização, em especial por pelo menos um modo de formar espuma compreender dois valores diferentes para a frequência de comutação e/ou o coeficiente de utilização, sendo que a cada valor ou a cada par de valores está associado um tempo de duração para a sua aplicação.
6. 6. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dispositivo de controlo estar ligado à bomba (2) e esta estar configurada para actuar em cooperação, de tal maneira que o débito da bomba (2) pode ser controlado por meio do dispositivo de controlo e/ou por a bomba (2) ser uma bomba de engrenagens.
7. 7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6 e a reivindicação 5, caracterizado por o modo de formar espuma compreender adicionalmente um tempo de formar espuma para a totalidade da operação de formar espuma, de modo preferido por o modo de formar espuma compreender adicionalmente um tempo de formar espuma e pelo menos um débito da bomba (2).
8. 8. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a válvula (4a) de estrangulamento estar realizada como válvula (4a) regulável de estrangulamento e para actuar em cooperação com a unidade (9) de controlo, de tal maneira que podem ser indicadas previamente, por meio da unidade (9) de controlo, em alternativa, pelo menos duas diferentes secções transversais de fluxo para o alimento liquido que circula através da válvula (4a) de estrangulamento. 3
9. 9. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dispositivo compreender adicionalmente uma câmara (5) de formar espuma e um tubo (7) de admissão de vapor, sendo que o tubo de admissão de vapor está ligado à câmara (5) de formar espuma com condução de fluido - eventualmente através de outros tubos - e a válvula (4a) de estrangulamento está ligada à câmara (5) de formar espuma com condução de fluido, a jusante do trajecto do fluxo do alimento liquido, em especial por o dispositivo compreender adicionalmente um segundo tubo (8) de admissão de ar, que pode ser fechado, em alternativa, por meio de uma segunda válvula (10) de ar, sendo que o segundo tubo de admissão de ar está ligado à câmara (5) de formar espuma com condução de fluido - eventualmente através de outros tubos - e a segunda válvula (10) de ar está configurada para actuar em cooperação com a unidade (9) de controlo, de tal maneira que a entrada de ar através do segundo tubo (8) de admissão de ar pode ser indicada previamente, em alternativa, por meio da unidade (9) de controlo.
10. 10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a segunda válvula (10) de ar ser uma válvula (3b) de ar intermitente, com a qual pode ser indicada previamente, por meio da unidade (9) de controlo, em alternativa, pelo menos uma posição com elevado fluxo de ar e uma posição com fluxo de ar mais reduzido em relação à primeira e/ou sem qualquer fluxo de ar e por a unidade (9) de controlo e a segunda válvula (10) de ar estarem configuradas para actuar em cooperação, de tal maneira que o fluxo médio de ar da segunda válvula (10) de ar pode ser controlado através de comutação repetida entre as posições da segunda válvula (10) de ar, que são pelo menos duas. 4
11. 11. Processo para a formação de espuma de um alimento líquido, em especial de leite, sendo o alimento líquido elevado por meio de uma bomba (2), a qual apresenta do lado da aspiração um tubo (3) de elevação, ligado com condução de fluido a um reservatório para o alimento, sendo alimentado ar ao alimento líquido, por meio de um tubo (3a) de admissão de ar colocado do lado da aspiração da bomba (2), no trajecto do fluxo do alimento líquido e, a jusante da bomba (2), o alimento líquido é conduzido através de uma válvula (4a) de estrangulamento, caracterizado por uma válvula (3b) de ar intermitente do tubo (3a) de admissão de ar ser comutada repetidamente, por meio de uma unidade (9) de controlo, entre pelo menos uma posição com elevado fluxo de ar e uma posição com fluxo de ar mais reduzido em relação à primeira e/ou sem qualquer fluxo de ar, para o controlo do fluxo médio de ar da válvula (3b) de ar.
12. 12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por, na regulação da válvula (3b) de ar por meio da unidade (9) de controlo, ser feita comutação repetidamente entre uma posição aberta e uma fechada no essencial, de modo preferido por ser indicada previamente uma frequência de comutação e/ou um coeficiente de utilização, entre as posições aberta e fechada, por meio da unidade (9) de controlo.
13. 13. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado por ser alterado o fluxo de ar da válvula (3b) de ar durante uma operação de formar espuma, após um trajecto indicado previamente na unidade (9) de controlo. 5
14. 14. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado por a jusante da válvula (4a) de estrangulamento o alimento liquido ser conduzido para uma câmara (5) de formar espuma, sendo que, para a produção de espuma quente de leite é alimentado a uma câmara (5) de formar espuma pelo menos vapor, por meio de um tubo (7) de admissão de vapor e para a produção de espuma fria de leite é alimentado ar ao alimento liquido, do lado da aspiração da bomba (2) , por meio do tubo (3a) de admissão de ar e o alimento liquido é feito passar através da câmara (5) de formar espuma sem alimentação de vapor, em especial por, para a produção de espuma quente de leite, ser alimentado ar à câmara (5) de formar espuma, por meio de um segundo tubo de admissão de ar, do lado da compressão da bomba.
15. 15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por, para a produção de espuma quente de leite a válvula (4a) de estrangulamento ser aberta e para a produção de espuma fria de leite a válvula (4a) de estrangulamento ser colocada numa posição de fecho, na qual a secção transversal do fluxo para o alimento liquido é reduzida pela válvula (4a) de estrangulamento, em relação à posição aberta. Lisboa, 23 de Novembro de 2011 6