ITTO20100930A1 - Macchina per caffe' - Google Patents
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Description
Macchina per caffà ̈
Settore della Tecnica
La presente invenzione si riferisce, in generale, ad una macchina per caffà ̈ espresso comprendente uno o più erogatori.
In particolare la presente invenzione si riferisce ad una macchina per caffà ̈ in cui à ̈ prevista la possibilità di erogare il caffà ̈ dagli erogatori con acqua a valori di pressione di erogazione diversificati.
Arte Nota
Come noto, nel settore delle macchine per caffà ̈ da bar à ̈ nata ultimamente l'esigenza di controllare finemente parametri o variabili quali valori di pressione e/o temperatura.
Prendendo a riferimento, per ciò che riguarda la presente invenzione, i valori della pressione di erogazione, come noto, la letteratura di riferimento nel settore delle macchine per caffà ̈, in particolare per caffà ̈ espresso, ha da sempre definito come valore di pressione ideale per la preparazione del caffà ̈ espresso, una pressione costante di 9 bar. Pertanto, l'arte nota, in generale, insegna di generare un determinato valore di pressione di erogazione (pressione) costante all’interno della macchina per caffà ̈ espresso attraverso un gruppo motore-pompa, di riscaldare l'acqua in pressione con un boiler e di erogare l'acqua calda in pressione attraverso il gruppo erogatore così da preparare caffà ̈ espresso. Negli ultimi anni, però, il mercato dei produttori di caffà ̈ si sta indirizzando nel creare miscele di caffà ̈ sempre più pregiate e sensibili alle variabili fisiche in gioco nella realizzazione del caffà ̈ espresso e la pressione à ̈ una delle variabili principali perché determina con il suo valore la “cottura†del caffà ̈ e di conseguenza le sue prestazioni organolettiche.
A fronte dell'esigenza di avere "valori di cottura" del caffà ̈ dipendenti dal tipo di miscela utilizzata si rileva come le macchine note presentino una pluralità di problemi tecnici.
Un primo problema delle macchine note à ̈ che la regolazione della pressione di erogazione à ̈, in genere, totalmente manuale ed affidata ad un tecnico specializzato.
Infatti, per modificare la pressione il tecnico deve poter accedere all’interno della macchina e modificare la pressione di erogazione del gruppo motore-pompa.
La nuova pressione di erogazione rimane comunque fissa fino ad un eventuale successivo intervento sempre da parte di un tecnico specializzato.
Un secondo problema riguarda la possibilità di differenziare le pressioni tra i gruppi di erogazione.
Per comprendere, in genere le macchine per caffà ̈ espresso sono realizzate fino ad un massimo di quattro gruppi di erogazione, ma la sorgente di pressione à ̈ unica. Quindi la pressione generata dal gruppo motore-pompa à ̈ la stessa per tutti i gruppi e non permette regolazioni indipendenti tra di loro.
Un terzo problema, causato dalla pressione costante di erogazione, à ̈ una cottura non costante del caffà ̈ durante la sua estrazione.
Come noto, in una prima fase di erogazione (pre-infusione) la resistenza determinata dal gruppo erogatore, che comprende filtro e pannello di polvere di caffà ̈, à ̈ massima, successivamente, in una seconda fase (infusione) la resistenza determinata dal gruppo erogatore diminuisce e quindi il caffà ̈ viene erogato più velocemente in quanto, secondo l'arte nota, la pressione rimane sempre costante ed infine, in una terza fase (postinfusione), la resistenza determinata dal gruppo erogatore diventa quasi nulla per cui si ha un flusso di caffà ̈ acquoso.
Dal brevetto US_4,583,449 à ̈ noto un diagramma costruttivo di una macchina per caffà ̈ in cui sono previsti, per ciascun gruppo erogatore, due condotti di adduzione acqua disposti in parallelo e operanti in modo alternativo, prima di ricongiungersi in prossimità del boiler.
Il primo condotto à ̈ collegato attraverso il boiler direttamente al gruppo erogatore e permette di preparare caffà ̈ con acqua calda alla pressione di rete.
Il secondo condotto, collegato attraverso il boiler al gruppo erogatore, prevede una pompa atta ad elevare la pressione dell'acqua così da permettere di ottenere caffà ̈ espresso.
Il documento noto presenta, innanzitutto, il problema di richiedere una pompa per ciascun gruppo erogatore, per cui risulta particolarmente complesso e, di conseguenza, soggetto a possibili guasti.
Il documento noto, in ogni caso, non risolve i problemi sopra evidenziati di flessibilità di regolazione e di "cottura" uniforme del caffà ̈ durante le fasi di erogazione.
Descrizione dell’Invenzione
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i problemi sopra esposti dell'arte nota.
In particolare, scopo della presente invenzione à ̈ rispondere all'esigenza di poter effettuare durante le fasi di erogazione una "cottura" uniforme del caffà ̈.
Raggiunge lo scopo la macchina per caffà ̈ ed il metodo per effettuare una "cottura" uniforme del caffà ̈ come rivendicati.
Le rivendicazioni costituiscono parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito in merito all’invenzione.
In accordo ad una caratteristica di una forma preferita di realizzazione à ̈ previsto che la macchina per caffà ̈ comprenda un unico gruppo pompa ed uno o più gruppi erogatori di infuso di caffà ̈ e che a ciascun gruppo erogatore sia associato un dispositivo di gestione pressione configurato per alimentare a pressioni variabili il rispettivo gruppo erogatore durante il processo di infusione del caffà ̈.
In particolare, in accordo ad una caratteristica di una prima forma di realizzazione, à ̈ previsto che il dispositivo di gestione pressione comprenda un primo ed almeno un secondo condotto disposti in parallelo ed alimentati dal gruppo pompa, che il primo condotto comprenda un dispositivo a valvola controllato elettronicamente da un'unità di controllo e che il secondo condotto comprenda almeno mezzi di riduzione di pressione. In accordo ad un'ulteriore caratteristica à ̈ previsto che la macchina per caffà ̈ secondo l'invenzione permetta di applicare, ad esempio, in una prima fase o fase di preinfusione, una prima pressione atta a "bagnare" uniformemente la miscela di caffà ̈ ed estrarre in modo uniforme il caffà ̈, in una seconda fase o fase di infusione, una seconda pressione, ad esempio più elevata della precedente o anche uguale alla precedente, per estrarre le migliori caratteristiche organolettiche della miscela di caffà ̈ e garantire una "cottura" uniforme con emulsione di crema caffà ̈ e, in una terza fase o fase di post-infusione, una terza pressione, ad esempio inferiore alla precedente e minore o uguale alla prima pressione, onde evitare un’estrazione acquosa di caffà ̈ quando la resistenza del caffà ̈ à ̈ quasi nulla.
In accordo ad un'ulteriore caratteristica della presente invenzione à ̈ previsto che un addetto del bar o barista possa agevolmente profilare l’andamento di pressione in modo totalmente indipendente per ciascun gruppo erogatore, lasciando spazio così agli addetti dei bar di sfruttare appieno le caratteristiche di polveri di caffà ̈ particolarmente selezionate, anche ad oggi non utilizzate o conosciute.
Descrizione Sintetica delle Figure
Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiare dalla seguente descrizione di forme preferite di realizzazione fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con l'ausilio delle annesse figure, in cui elementi indicati con uno stesso o un simile riferimento numerico indicano elementi che hanno stessa o simile funzionalità e costruzione ed in cui:
Fig. 1 rappresenta schematicamente una prima forma di realizzazione della presente invenzione; e
Fig. 2 rappresenta schematicamente una seconda forma di realizzazione della presente invenzione.
Descrizione di Forme Preferite di Realizzazione
Con riferimento alla Fig. 1 una macchina per caffà ̈ (macchina) 10, ad esempio una macchina per caffà ̈ espresso in accordo ad una prima forma di realizzazione della presente invenzione, comprende una pluralità di dispositivi di macchina, come ad esempio una caldaia o boiler 12 associato, ad esempio, ad un'unità scambiatore di calore 29, uno o più gruppi erogatori 14 associabili a rispettivi porta-filtro, contenenti, in uso, pannelli di polvere di caffà ̈, e rispettivi beccucci 14a, atti a permettere la preparazione di caffà ̈ espresso.
La macchina comprende, anche, un'unità di controllo 18 collegata a vari dispositivi o unità di macchina e configurata, come verrà più avanti descritto in dettaglio, per controllare il funzionamento della caldaia 12, di ciascun gruppo erogatore 14 e dei dispositivi ad essa collegati.
La macchina 10 comprende, fra i vari dispositivi di macchina, anche una pompa 11, ad esempio una pompa volumetrica alimentata idraulicamente con acqua di rete o un liquido contenuto in un serbatoio, atta ad elevare la pressione dell'acqua ad una pressione P1 preimpostata, ad esempio 9 bar.
Nella forma preferita di realizzazione la pompa à ̈ unica indipendentemente dal numero dei gruppi erogatori 14 e può anche essere esterna alla macchina 10.
In accordo alla forma preferita di realizzazione, a valle della pompa 11 Ã ̈ previsto, per ciascun gruppo erogatore 14, un dispositivo di gestione pressione 20 comprendente due canali o condotti, 15 e 16 rispettivamente, collegati alla pompa 11.
Il primo condotto 15 comprende un dispositivo a valvola 25, ad esempio un'elettrovalvola, comandato dall'unità di controllo 18 ed atto ad attivare o disattivare l'alimentazione di acqua alla pressione P1 verso il rispettivo gruppo erogatore 14.
Il secondo condotto 16, disposto in parallelo al primo condotto 15, comprende, ad esempio, un dispositivo di riduzione pressione (riduttore di pressione) 26 atto a
- comandare l'attivazione indipendente delle due elettrovalvole, prima 25 e seconda 27, applicate ai due condotti 15 e 16 disposti in parallelo;
- controllare la caldaia 29 in modo da gestire valori di temperatura di erogazione dell'acqua secondo valori preimpostati;
- comandare la preparazione di caffà ̈ espresso mediante l'uno o più gruppi erogatori 14; - ricevere, memorizzare e gestire profili di pressione di erogazione associabili a ciascun gruppo erogatore 14 o a tutti i gruppi erogatori 14 presenti nella macchina 10.
La macchina 10, come descritta, permette, durante la preparazione di caffà ̈ espresso, di controllare istante per istante (profilare) almeno la pressione di erogazione dell'acqua in corrispondenza di ciascun gruppo erogatore, aprendo e chiudendo opportunamente, sotto il controllo dell'unità di controllo 18, la prima e la seconda valvola, 25 e 27 rispettivamente.
In accordo ad una seconda forma di realizzazione della presente invenzione, rappresentata in Fig. 2, à ̈ previsto che il dispositivo di gestione pressione 20 comprenda un primo condotto 15 sostanzialmente equivalente a quello già descritto ed un secondo condotto 16, disposto in parallelo al primo condotto 15, ma alimentato direttamente con acqua di rete, che ad esempio ha valori di pressione P2 di circa 2-4 bar, comunque inferiori alla pressione P1 presente nel primo condotto 15.
In accordo alla variante qui descritta à ̈ previsto che il secondo condotto 16 comprenda una valvola 28, ad esempio una valvola di non ritorno, atta ad impedire che l'acqua alla pressione P1 possa rifluire verso il secondo condotto 16 che conduce acqua alla pressione P2 comunque inferiore alla pressione P1.
Anche tale forma di realizzazione permette di profilare, istante per istante, almeno la pressione di erogazione di ciascun gruppo erogatore 14 , aprendo e chiudendo opportunamente, sotto il controllo dell'unità di controllo 18, la prima e unica valvola 25.
Il funzionamento della macchina per caffà ̈ come descritta, ad esempio in accordo alla prima forma di realizzazione, à ̈ il seguente.
A fronte di un'impostazione effettuata dal barista mediante l'unità di controllo 18 di un profilo di erogazione per un determinato gruppo erogatore 14, à ̈ previsto, ad esempio, che il processo di erogazione del caffà ̈, che in genere dura circa 25 secondi, proceda nel seguente modo:
- nella fase di pre-infusione, prevista di durata di circa 5 secondi, l'unità di controllo 18 mantiene inizialmente chiusa la prima valvola 25 lasciando aperta la seconda valvola 27 e poi, ad esempio dopo 3 secondi, apre a impulsi la prima valvola 25 lasciando aperta la seconda valvola 27 in modo da avere al gruppo erogatore una pressione P3 inizialmente di valore P2 e successivamente di un valore medio compreso fra P1 e P2;
- nella fase di infusione, prevista di durata di circa 15 secondi, l'unità di controllo 18 chiude la seconda valvola 27 e mantiene aperta la prima valvola 25 in modo da avere al gruppo erogatore una pressione P3 pari a P1 e dunque procedere ad una "cottura" ottimale del pannello di polvere di caffà ̈;
- nella fase di post-infusione, prevista di durata di circa 5 secondi, l'unità di controllo 18 chiude la prima valvola 25 ed apre la seconda valvola 27 in modo da avere al gruppo erogatore una pressione P3 pari a P2 e dunque fornire acqua a bassa pressione al gruppo erogatore.
Il funzionamento può anche essere modificato in modo che nella fase di preinfusione l'unità di controllo 18 apra la prima valvola 25 e mantenga chiusa la seconda valvola 27 in modo da avere al gruppo erogatore una pressione P3 pari a P1 anche nella fase di pre-infusione.
In accordo a tale variante à ̈ comunque previsto che nella fase di post-infusione l'unità di controllo 18 chiuda la prima valvola 25 ed apra la seconda valvola 27 in modo da avere al gruppo erogatore una pressione P3 pari a P2 e comunque inferiore a P1.
Naturalmente, nel caso della seconda forma di realizzazione à ̈ previsto che la pressione P3 al gruppo erogatore sia gestita controllando opportunamente la prima valvola e prendendo come riferimento di pressione P2 la pressione dell'acqua di rete.
Come appare evidente dalla descrizione di funzionamento, fornita a solo titolo esemplificativo, controllando opportunamente l'apertura e la chiusura della prima valvola 25 e della seconda valvola 27, se presente, Ã ̈ possibile raggiungere almeno l'obiettivo di fornire a ciascun gruppo erogatore 14 acqua:
- ad una prima pressione nella fase di pre-infusione;
- ad una seconda pressione, preferibilmente maggiore della prima pressione, nella fase di infusione;
- ad una terza pressione, preferibilmente inferiore alla seconda pressione ed inferiore o uguale alla prima pressione, nella fase di post-infusione.
Grazie al dispositivo di gestione pressione 20, come descritto, la macchina per caffà ̈ 10:
- può utilizzare un’unica sorgente di pressione rifornendo più gruppi erogatori 14 simultaneamente;
- può permettere di profilare o modulare istante per istante la pressione dell’acqua durante l’erogazione di caffà ̈, così da permettere una perfetta "cottura" del pannello di polvere di caffà ̈; infatti in accordo a quanto descritto à ̈ possibile controllare, sfruttando la capacità di calcolo dell'unità di controllo 18 e i due condotti a pressioni diversificate, la pressione di erogazione istante per istante per sfruttare al meglio le proprietà organolettiche della bevanda caffà ̈;
- può permettere di utilizzare anche un serbatoio di acqua o di un liquido equivalente senza collegamento diretto alla rete idrica; infatti le due pressioni differenti di erogazione possono essere generate dal dispositivo di gestione pressione 20, ad esempio in accordo alla prima forma di realizzazione, a partire da un'unica pompa 11 alimentata, ad esempio, da un serbatoio contenente l'acqua o il liquido necessario alla preparazione di infusi di caffà ̈.
Naturalmente, modifiche ovvie e/o varianti sono possibili alla descrizione di cui sopra, nei componenti, elementi circuitali e collegamenti, così come nei dettagli della costruzione illustrata e del metodo di operare senza staccarsi dall’invenzione come precisata nelle rivendicazioni seguenti.
Claims (11)
- RIVENDICAZIONI 1. Macchina per la preparazione di infusi di caffà ̈ con un liquido in pressione, in particolare con acqua in pressione, associata ad un gruppo pompa (11) atto ad elevare la pressione del liquido in uscita dal gruppo pompa fino ad un valore pre-impostato di pressione (P1); detta macchina comprendendo: - uno o più gruppi erogatori (14) collegati al gruppo pompa, ciascuno di detti gruppi erogatori (14) essendo atto ad erogare l'infuso di caffà ̈; - uno o più dispositivi di gestione pressione (20), ciascuno di detti dispositivi di gestione (20) essendo collegato ad un determinato gruppo erogatore (14) e comprendendo - un primo condotto (15) ed almeno un secondo condotto (16) disposti in parallelo, ricongiungentesi in uscita e configurati per alimentare di liquido in pressione il gruppo erogatore (14) con pressioni di liquido diversificate in ciascun condotto; caratterizzato da ciò che - detto primo condotto (15) à ̈ interposto fra detto gruppo pompa (11) e detto gruppo erogatore (14) e comprende un dispositivo a valvola (25) controllato elettronicamente da un'unità di controllo (18) per controllare dinamicamente la pressione del liquido alimentato al gruppo erogatore (14) mediante la chiusura/apertura di detta valvola (25).
- 2. Macchina secondo la rivendicazione 1 in cui detto almeno un secondo condotto (16) Ã ̈ ricongiunto in ingresso a detto primo condotto (15) e comprende - mezzi di riduzione pressione (26) atti a ridurre la pressione del liquido in uscita dal gruppo pompa (11).
- 3. Macchina secondo la rivendicazione 2 in cui detto almeno un secondo condotto (16) comprende - un secondo dispositivo a valvola (27) controllato elettronicamente dall'unità di controllo (18) per controllare dinamicamente la pressione del liquido alimentato al gruppo erogatore (14) mediante la chiusura/apertura di detta seconda valvola (27).
- 4. Macchina secondo la rivendicazione 1 in cui detto almeno un secondo condotto (16) Ã ̈ alimentato di liquido direttamente da una rete di distribuzione di liquido in pressione (P2), in cui detta pressione (P2) Ã ̈ inferiore al valore pre-impostato di pressione (P1).
- 5. Dispositivo di gestione di valori di pressione di un liquido da utilizzare per erogare caffà ̈ espresso in una macchina per caffà ̈ comprendente: - un primo condotto (15) ed almeno un secondo condotto (16) disposti in parallelo, ricongiungentesi in uscita e configurati per alimentare con il liquido un gruppo erogatore (14) con una prima pressione (P1) ed almeno una seconda pressione (P2) inferiore alla prima pressione (P1); caratterizzato da ciò che - detto primo condotto (15) comprende un dispositivo a valvola (25) atto ad essere comandato elettronicamente per chiudere/aprire l'alimentazione del liquido al gruppo erogatore (14) con detta prima pressione (P1).
- 6. Dispositivo di gestione di valori di pressione secondo la rivendicazione 5 in cui detto almeno un secondo condotto (16) Ã ̈ ricongiunto in ingresso a detto primo condotto (15) e comprende - mezzi di riduzione pressione (26) atti a ridurre la pressione del liquido in uscita dal gruppo pompa (11).
- 7. Dispositivo di gestione di valori di pressione secondo la rivendicazione 6 in cui detto almeno un secondo condotto (16) comprende - un secondo dispositivo a valvola (27) atto ad essere comandato elettronicamente per chiudere/aprire l'alimentazione del liquido al gruppo erogatore (14) con detta seconda pressione (P2).
- 8. Dispositivo di gestione di valori di pressione secondo la rivendicazione 5 in cui detto almeno un secondo condotto (16) Ã ̈ alimentato di liquido direttamente da una rete di distribuzione di liquido a detta seconda pressione (P2).
- 9. Metodo per la preparazione di infusi di caffà ̈ con una macchina per caffà ̈, detto metodo comprendendo nel periodo necessario alla preparazione dell'infuso mediante l'erogazione di un liquido in pressione da un gruppo erogatore (14) almeno le fasi di: - erogare in una prima fase o fase di pre-infusione detto liquido ad una prima pressione; - erogare in una seconda fase o fase di infusione detto liquido ad una seconda pressione (P1), maggiore della prima pressione o uguale a detta prima pressione; - erogare in una terza fase o fase di post-infusione una terza pressione (P2), inferiore alla seconda pressione.
- 10. Metodo secondo la rivendicazione 9 in cui - in detta fase di pre-infusione detto liquido à ̈ erogato ad una prima pressione inferiore a detta seconda pressione (P1); ed in cui - in detta fase di post-infusione detto liquido à ̈ erogato ad una terza pressione (P2) inferiore o uguale alla prima pressione.
- 11. Metodo secondo la rivendicazione 9 in cui detta erogazione nelle diverse fasi à ̈ ottenuta - predisponendo un primo condotto (15) ed almeno un secondo condotto (16) disposti in parallelo, ricongiungentesi in uscita ad un gruppo erogatore (14) di detta macchina per caffà ̈; - controllando dinamicamente almeno un dispositivo a valvola predisposto su detto primo condotto.
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