ITBO20110036A1 - Dispositivo per la produzione di infusi da porzioni di prodotto per infusione - Google Patents

Description

“DISPOSITIVO PER LA PREPARAZIONE DI INFUSI DA PORZIONI DI PRODOTTO PER INFUSIONEâ€

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si inquadra nel settore tecnico relativo alle macchine automatiche o semiautomatiche per la produzione di infusi a partire da porzioni predeterminate di un prodotto per infusione.

In particolare l’invenzione riguarda un dispositivo per l’ottenimento di un infuso operante all’interno di una macchina automatica o semiautomatica per la produzione di infusi, a partire da porzioni predefinite di prodotto per infusione fornito sfuso oppure contenute in capsule o simili contenitori monouso.

Il presente dispositivo si presta in modo particolare, anche se non esclusivamente, alla preparazione di caffà ̈ espresso, e a tale applicazione verrà fatto riferimento nel seguito della descrizione, a scopo puramente illustrativo e non limitativo.

E' noto che le macchine da caffà ̈ automatiche o semiautomatiche convenzionali comprendono un gruppo caldaia, racchiuso in un corpo scatolare, destinato a riscaldare in continuo acqua per la preparazione del caffà ̈.

Il gruppo caldaia comprende solitamente un blocco riscaldante di materiale metallico ad elevata inerzia termica, riscaldato da una resistenza elettrica e percorso internamente da un condotto, sufficientemente lungo da consentire all’acqua che lo percorre di raggiungere una temperatura ottimale per la preparazione del caffà ̈.

L’acqua viene alimentata al condotto da una pompa elettrica, che pesca in un serbatoio appositamente previsto, e fuoriesce da un’apertura di uscita realizzata nel blocco riscaldante in corrispondenza di una camera di infusione, atta ad accogliere una capsula o una cialda contenente una porzione di caffà ̈ macinato, a temperatura e pressione predefiniti. Il caffà ̈ espresso così ottenuto fuoriesce dalla camera di infusione attraverso un’apertura realizzata in quest’ultima e viene quindi convogliato verso un ugello di uscita.

Le capsule normalmente utilizzate sono realizzate con materiale plastico rigido, con un foglio di materiale plastico termoformato oppure con un foglio di alluminio opportunamente sagomato. Le prime possiedono un coperchio e un fondo grigliati, che consentono all’acqua calda di penetrare dal primo e fuoriuscire dal secondo. Le capsule in termoformato e in foglio d’alluminio sono invece realizzate chiuse a tenuta, e vengono aperte in corrispondenza del fondo e del coperchio da idonei dispositivi di foratura previsti nella camera di infusione o in prossimità della stessa.

Sono altresì note macchine automatiche nelle quali la porzione di prodotto per infusione à ̈ fornita da un certo quantitativo di prodotto sfuso contenuto in un magazzino, e dosato da un idoneo meccanismo dosatore al momento dell’uso.

La camera di infusione deve in ogni caso presentare un’ottima tenuta ai liquidi, per evitare trafilamenti durante il funzionamento della macchina, e deve consentire al contempo una agevole accessibilità per il carico e la rimozione delle capsule o delle cialde, o della porzione di prodotto sfuso in essa introdotta.

Per raggiungere tali obiettivi, per l’uso con le capsule o con le cialde sono ad esempio note soluzioni che prevedono un gruppo contenente la camera di infusione e l’ugello, o gli ugelli, di erogazione del caffà ̈, completamente smontabile. Il gruppo à ̈ associato al resto della macchina per mezzo di un innesto a baionetta, e viene rimosso e nuovamente rimontato con una nuova cialda ogni volta che si deve preparare una dose di caffà ̈. Questa tipologia di macchina si presta anche all’uso con prodotto sfuso, senza che sia necessario un meccanismo dosatore, ma al costo di una maggiore manutenzione della macchina, e di una minore comodità d’uso della stessa.

In altre soluzioni note à ̈ prevista una camera di infusione non estraibile, provvista di un sistema di apertura corredato di idonee guarnizioni. In questi casi la cialda o la capsula vengono introdotti nella camera di infusione, che viene quindi chiusa a tenuta prima di avviare l’infusione. Il caffà ̈ ottenuto nella camera di infusione viene quindi convogliato, attraverso un’apertura realizzata nella stessa, verso gli ugelli erogatori per mezzo di un’idonea conduttura.

Altre macchine per caffà ̈ espresso note prevedono una camera per infusione ricavata in un blocco scorrevole, azionato da un sistema idraulico che sfrutta acqua portata in pressione da un’apposita pompa per traslare il blocco verso la zona di erogazione della caldaia, fino al contatto a tenuta con la stessa.

Tutte le tecnologie note sopra descritte nelle quali la camera di infusione non à ̈ totalmente estraibile presentano, a vario titolo, inconvenienti relativi all’introduzione della porzione di prodotto per infusione nella camera di infusione, e alla successiva espulsione della stessa. Le operazioni di introduzione e di espulsione del prodotto devono essere infatti previste in uno spazio limitato prossimo alla camera di infusione, che per ragioni costruttive deve avere comunque molto vicina alla caldaia e ad altre parti della macchina. Ciò dà luogo a meccanismi di introduzione-espulsione a volte complessi, oppure non affidabili. In alcuni casi noti le porzioni di prodotto vengono semplicemente introdotte ed estratte per caduta, senza l’intervento di particolari meccanismi o col semplice aiuto di molle posizionate all’interno della camera di infusione.

Tutti questi sistemi si prestano comunque a inceppamenti e altre interruzioni della produzione, che richiedono l’intervento dell’utilizzatore per l’effettuazione di operazioni di manutenzione.

In ogni caso, le operazioni di introduzione ed estrazione del prodotto sono, o possono diventare, piuttosto lente, il che comporta una bassa efficienza produttiva della macchina per caffà ̈.

Un ulteriore inconveniente presente nelle macchine per caffà ̈ convenzionali à ̈ dato dalla sostanziale impossibilità di utilizzare diversi tipi di confezione di prodotto, o di utilizzare prodotto sfuso e prodotto porzionato e confezionato nella stessa macchina.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di proporre un dispositivo per la preparazione di infusi in grado di semplificare le operazioni di introduzione della porzione di prodotto nella camera di infusione, e di estrazione dello stesso dopo il completamento dell’operazione di infusione.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di proporre un dispositivo in grado di accogliere, nella stessa macchina, sia prodotti porzionati, vale a dire già preconfezionati in confezioni monouso, sia dosi di prodotto sfuso.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di migliorare le caratteristiche di mantenimento dell’igiene dell’intero processo di infusione.

Gli scopi sopra citati vengono interamente ottenuti, in accordo con il contenuto delle rivendicazioni, da un dispositivo per la preparazione di infusi da porzioni di prodotto per infusione destinato a operare in una macchina per caffà ̈ espresso o altro infuso a partire da una dose predefinita di prodotto per infusione, fornita sfusa o contenuta in una capsula . Il dispositivo comprende una caldaia atta a preriscaldare acqua in pressione, circolante in un condotto di alimentazione, e un blocco porta-prodotto, atto ad accogliere la porzione e a cooperare con la caldaia per la preparazione di un infuso.

Nel dispositivo di infusione il blocco porta-prodotto à ̈ montato girevole attorno a un asse longitudinale su un albero, e comprende una pluralità di alloggiamenti 21, ciascuno destinato a ricevere una dose di prodotto, realizzati in corrispondenza della propria faccia periferica. Ciascun alloggiamento viene progressivamente portato, per effetto della rotazione del blocco porta-prodotto, in una posizione operativa nella quale esso risulta contraffacciato alla suddetta caldaia, per consentire la preparazione dell’infuso.

Le caratteristiche dell'invenzione, così come risulteranno dalle rivendicazioni, sono evidenziate nella seguente descrizione dettagliata, con riferimento alle tavole di disegno allegate, nelle quali:

- la figura 1 illustra schematicamente una vista in sezione laterale di un dispositivo per la preparazione di un infuso realizzato secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 illustra una vista in sezione laterale di una seconda forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione;

- la figura 3 illustra una vista in sezione trasversale del dispositivo di figura 2;

- la figura 4 illustra schematicamente una confezione lineare di capsule monouso contenenti prodotto per infusione, utilizzabili col dispositivo secondo l’invenzione;

- la figura 5 illustra una vista in sezione laterale di una variante realizzativa del dispositivo di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, e ad una prima forma di realizzazione dell’invenzione, si indica con 100, nel suo complesso, un dispositivo di infusione, del quale à ̈ illustrata una porzione significativa ai fini della presente descrizione. Il dispositivo di infusione 100 à ̈ destinato ad operare in una macchina per caffà ̈ espresso automatica o semiautomatica e comprende, in sostanza, una caldaia 10 e un blocco porta-prodotto 20, montati in modo tale che una zona di uscita dell’acqua in pressione della caldaia 10 risulti contraffacciata con una zona del blocco porta-prodotto 20 nella quale à ̈ realizzato un alloggiamento 21 atto ad accogliere la porzione 1a di caffà ̈ macinato o di altro prodotto per infusione.

Nel dispositivo 100 la predetta caldaia 10 à ̈ sostanzialmente di tipo noto e comprende, in particolare, un elemento riscaldante 11 ad elevata capacità termica, preferibilmente realizzato con una idonea lega metallica. La dimensione e la sagoma esterna dell’elemento riscaldante 11 sono studiate per l’installazione e l’uso in una idonea tipologia di macchine per caffà ̈ espresso.

L’elemento riscaldante 11 à ̈ provvisto di una sede atta ad accogliere mezzi generatori di calore, non illustrati, normalmente costituiti da un resistore lineare di potenza conformato a “U†.

All’interno dell’elemento riscaldante 11 à ̈ previsto un condotto di alimentazione 12 di acqua in pressione per la preparazione del caffà ̈ espresso, avente lunghezza e conformazione idonee a consentire all’acqua in arrivo di riscaldarsi fino a una temperatura di infusione ottimale.

Allo scopo di portare in pressione l’acqua necessaria al suo funzionamento e di alimentarla al condotto 12, la macchina per caffà ̈ espresso prevede inoltre una o più pompe, di tipo noto, non illustrate, che non verranno descritte in quanto non attinenti all’invenzione.

In corrispondenza della zona di uscita dell’acqua in pressione, la caldaia 10 prevede noti mezzi operativi 15,16 (vedansi figure 1 e 2), atti a traslare per chiudere a tenuta di liquido l’alloggiamento 1 e ad alimentare l’acqua di infusione. La struttura e le funzionalità di tali mezzi operativi 15,16 sono illustrate a puro titolo esemplificativo, non attengono direttamente all’invenzione e non verranno pertanto descritte con maggior dettaglio.

Secondo l’invenzione, il blocco porta-prodotto 20 comprende un corpo avente simmetria sostanzialmente prismatica, montato girevole su un albero 20a attorno a un asse X così che ciascuna delle proprie facce periferiche 22 risulti progressivamente contraffacciata, per effetto della rotazione del blocco 20, con i mezzi operativi 15,16 della caldaia 10.

Nel blocco porta-prodotto 20 Ã ̈ realizzato, per ciascuna faccia periferica 22, un alloggiamento 21 atto a ricevere una dose di prodotto 1a, sfusa o in una corrispondente capsula 1.

A titolo di esempio sono illustrate, nelle figure 1 e 2 e in figura 5, due possibili configurazioni del blocco 20: nella prima il blocco presenta 8 facce e altrettanti corrispondenti alloggiamenti 21; nella seconda il blocco presenta 4 facce e altrettanti alloggiamenti 21, ed à ̈ vantaggiosamente alloggiabile in macchine per caffà ̈ di modeste dimensioni. Possono comunque essere previste un numero qualsiasi di facce 22, oppure il blocco 20 può avere conformazione cilindrica e gli alloggiamenti 21 possono essere ricavati equidistanziati in corrispondenza della superficie laterale curva del cilindro.

In ogni caso, per effetto della rotazione del blocco 20, ciascun alloggiamento 21 viene progressivamente portato in una posizione operativa W, nella quale esso risulta contraffacciato ai mezzi operativi 15,16 della caldaia 10 e può cooperare con gli stessi per realizzare il procedimento di infusione.

Secondo variante costruttiva, i predetti mezzi operativi 15,16 della caldaia 10 sono fissi, e nel blocco porta-prodotto 20 sono previsti mezzi di azionamento, non illustrati in quanto di semplice comprensione, atti a consentire al medesimo blocco 20 di traslare in direzione della caldaia 10 fino al contatto con la stessa.

In una prima forma di realizzazione dell’invenzione, illustrata in figura 1, gli alloggiamenti 21 del blocco porta-prodotto 20 sono ciechi, e sfociano all’esterno esclusivamente attraverso la propria faccia superiore 21a. In questo caso, i mezzi operativi 15 della caldaia sono strutturati in modo tale da accogliere l’infuso appena prodotto nell’alloggiamento 21 e convogliarlo verso gli ugelli di erogazione della macchina per caffà ̈.

Successivamente al completamento dell’operazione di infusione, il blocco porta-prodotto 20 viene ruotato in modo da portare di fronte ai mezzi operativi 15 l’alloggiamento 21 successivo. La dose di prodotto 1a esaurita può quindi essere vantaggiosamente fatta uscire dal proprio alloggiamento in un secondo tempo, come indicato dalla freccia Y.

Una seconda forma di realizzazione dell’invenzione à ̈ illustrata in figura 2. In tale configurazione, in ciascun alloggiamento 21 à ̈ prevista un’apertura di uscita 23, atta a consentire la fuoriuscita dell’infuso. Nell’illustrazione l’apertura di uscita 23 à ̈ realizzata sul fondo 24 dell’alloggiamento 21, ma può essere anche realizzata su una parete laterale dello stesso. L’apertura di uscita 23 comunica con un condotto di uscita 25, il quale sfocia in una delle facce 26 del blocco porta-prodotto 20 perpendicolari all’asse di rotazione X (figura 3). In corrispondenza dell’estremità opposta del condotto di uscita 25 à ̈ prevista, nella macchina per caffà ̈, una bocca di ingresso fissa 27, atta a porre in comunicazione il condotto di uscita 25 con gli ugelli di erogazione, attraverso un ulteriore condotto 29. Una guarnizione 28 a scorrimento provvede a mantenere a tenuta l’accoppiamento fra la bocca di ingresso fissa 27 e l’estremità del condotto di uscita 25.

La configurazione illustrata prevede che la bocca di ingresso 27 abbia conformazione anulare, e sia collegata contemporaneamente a tutti i condotti di uscita 25 degli alloggiamenti 21. Tale configurazione non à ̈ comunque limitativa, e può ad esempio essere prevista una unica bocca di ingresso fissa 27, collegata al condotto di uscita dell’alloggiamento 21 operativo e mantenuta a tenuta di liquido per mezzo di una guarnizione a scorrimento di dimensioni minori.

A valle dell’apertura di uscita 23 à ̈ prevista una valvola di ritegno 30, ad esempio del tipo a sfera caricata da una corrispondente molla. Tale valvola à ̈ destinata a regolare la pressione di uscita dell’infuso successivamente alla sua produzione nell’alloggiamento 21. Nell’esempio illustrato in figura 2 à ̈ prevista una valvola 30 per ciascun alloggiamento 21, realizzata immediatamente a valle della corrispondente apertura di uscita 23. La predetta valvola 30 potrebbe comunque essere prevista in un unico esemplare a valle del condotto di uscita 25, ad esempio in corrispondenza della bocca di ingresso fissa 27. Nella sopra descritta prima forma di realizzazione del dispositivo 100, illustrata in figura 1, una valvola di ritegno 35 può essere prevista nella caldaia 10, a valle dei mezzi operativi 15 rispetto al flusso dell’infuso.

Il blocco porta-prodotto 20, in una possibile forma realizzativa del dispositivo 100 illustrata in figura 5, à ̈ montato folle sul proprio asse, ed à ̈ portato in rotazione dalla spinta esercitata dall’utilizzatore su una pluralità di capsule 1 confezionate in blister semirigido, a guisa di cartucciera. La conformazione di tale blister à ̈ illustrata a titolo di esempio in figura 4.

In una ulteriore forma realizzativa, non illustrata in quanto di agevole comprensione, il blocco porta-prodotto 20 à ̈ azionato in rotazione per mezzo di organi motori agenti sull’albero 20a, asserviti a mezzi di comando manuali o automatici, vale a dire comandati da un interruttore azionabile dall’utilizzatore o da un comando impartito da una centralina di controllo, in funzione del grado di automatizzazione della macchina per caffà ̈ che ospita il dispositivo di infusione 100.

Gli organi motori sopra citati possono essere sia di tipo ad alimentazione elettrica che ad alimentazione idraulica. In quest’ultimo caso, essi sono vantaggiosamente alimentati dal medesimo sistema di pressurizzazione, previsto nella macchina per caffà ̈, che fornisce acqua in pressione al dispositivo di infusione.

I vantaggi che si possono conseguire con la presente invenzione sono evidenti. Innanzitutto le operazioni di introduzione e di estrazione della dose di prodotto vengono grandemente semplificate, potendo essere attuate non in corrispondenza della caldaia 10, ma rispettivamente a monte e a valle della stessa.

Inoltre, con la conformazione a blocco rotante del blocco porta-prodotto 20 risultano facilmente utilizzabili, quali dosi predefinite di prodotto, sia confezioni di prodotto porzionato, ad esempio capsule, sia dosi di prodotto sfuso preparate da un gruppo dosatore previsto nella macchina per caffà ̈.

Si intende che quanto sopra à ̈ stato descritto a titolo puramente esemplificativo e non limitativo. Pertanto, possibili modifiche e varianti dell'invenzione si considerano rientranti nell'ambito protettivo accordato alla presente soluzione tecnica, così come sopra descritta e nel seguito rivendicata.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la preparazione di infusi da porzioni di prodotto per infusione, detto dispositivo 100 essendo atto a operare in una macchina per caffà ̈ espresso o altro infuso a partire da una dose predefinita 1a di prodotto per infusione, fornita sfusa o contenuta in una capsula 1, il citato dispositivo 100 comprendente una caldaia 10 atta a preriscaldare acqua in pressione, circolante in un condotto di alimentazione 12, e un blocco porta-prodotto 20, atto ad accogliere la citata porzione 1a e a cooperare con la citata caldaia 10 per la preparazione di detto infuso, detto dispositivo di infusione 100 essendo caratterizzato dal fatto che detto blocco porta-prodotto 20 presenta simmetria sostanzialmente cilindrica o prismatica, à ̈ montato girevole attorno a un asse longitudinale X su un albero 20a, e comprende una pluralità di alloggiamenti 21, ciascuno destinato a ricevere una citata dose di prodotto 1a, realizzati in corrispondenza della propria faccia periferica 22, ciascun citato alloggiamento 21 essendo progressivamente portato, per effetto della rotazione del citato blocco porta-prodotto 20, in una posizione operativa W nella quale esso risulta contraffacciato a detta caldaia 10, per consentire la preparazione del citato infuso.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto blocco porta-prodotto 20 presenta sezione circolare.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto blocco porta-prodotto 20 presenta sezione poligonale.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto blocco porta-prodotto 20 à ̈ montato folle sul proprio asse, ed à ̈ azionato in rotazione dalla spinta esercitata da una pluralità delle citate capsule 1 confezionate a guisa di blister.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto blocco porta-prodotto 20 à ̈ azionato da organi motori agenti sull’albero 20a, asserviti a mezzi di comando manuali o automatici.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto blocco porta-prodotto 20 à ̈ azionato da organi motori idraulici, alimentati da acqua in pressione fornita dal sistema di pressurizzazione della citata macchina per caffà ̈.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto blocco porta-prodotto 20 à ̈ traslabile secondo una direzione di avanzamento o arretramento rispetto alla citata caldaia 10, così da portare l’alloggiamento 21 contraffacciato alla medesima caldaia 10 a contatto con quest’ultimo.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in detto blocco porta-prodotto 20 ciascun citato alloggiamento 21 comunica con l’esterno esclusivamente attraverso la propria faccia superiore 21a, destinata al contatto con la citata caldaia 10.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in detto blocco porta-prodotto 20 à ̈ previsto, per ciascun citato alloggiamento 21, un’apertura di uscita 23, atta a consentire la fuoriuscita dell’infuso successivamente al passaggio all’interno di una corrispondente citata capsula 1.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che a valle di detta apertura di uscita 23 Ã ̈ prevista una valvola di ritenzione 30, destinata a regolare la pressione di uscita del citato infuso.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta apertura di uscita 23 à ̈ realizzata sul fondo 24 di ciascun citato alloggiamento 21, e che ciascuna citata apertura di uscita 23 comunica con un relativo condotto di uscita 25, sfociante in corrispondenza di una delle facce 26 del citato blocco porta-prodotto 20 perpendicolari al citato asse di rotazione X, almeno una relativa bocca di ingresso fissa 27 essendo realizzata nella citata macchina per caffà ̈ in corrispondenza della posizione assunta dallo sbocco del menzionato condotto di uscita 25 relativo all’alloggiamento 21 attualmente operativo.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti bocca di ingresso fissa 27 e condotto di uscita 25 sono accoppiati per mezzo di una guarnizione a scorrimento 28.