ITVI20060003A1 - Caffettiera per la preparazione di un infuso - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione trova applicazione nei dispositivi per la preparazione di bevande per infusione a caldo, in particolare per la preparazione domestica di caffè.

Stato della Tecnica

Le caffettiere per la preparazione domestica del caffè, tradizionalmente chiamate “moka”, sono essenzialmente costituite da una caldaia inferiore in cui viene posta l’acqua per l'infusione, da un serbatoio superiore a tazza in cui viene raccolto l'infuso caldo preparato e da un cestello forato in cui viene posizionata la polvere di caffè posto tra la caldaia e la tazza superiore.

Le pareti laterali del cestello si estendono dalla piastra forata di supporto della polvere da estrarre verso la parete di fondo della caldaia inferiore formando un condotto a tronco di cono o di piramide per la risalita dell'acqua di estrazione verso la polvere.

Operativamente dopo aver posto acqua nella caldaia inferiore e riempito il cestello con caffè in polvere, la tazza superiore viene serrata sulla caldaia inferiore e la caffettiera viene posta su una fonte di calore.

La caldaia inferiore non è ordinariamente completamente riempita di acqua, ma viene lasciato un volume di aria tra il pelo libero dell'acqua e la parete superiore della caldaia.

Il riscaldamento dell'acqua, con produzione di vapore, e dell'ana ad essa soprastante provoca un aumento della pressione sul pelo libero dell’acqua che viene spinta attraverso il condotto a tronco di cono dapprima attraverso la polvere di caffè e poi nella tazza di raccolta superiore attraverso una colonnina che si estende sostanzialmente fino al filo del bordo superiore della tazza di raccolta della bevanda.

Durante il riscaldamento, la temperatura dell'acqua di estrazione incrementa continuamente fino all'esaurimento dell'acqua disponibile in caldaia.

La pressione e la velocità di estrazione sono sostanzialmente regolati dalle perdite di carico del sistema, cioè dalle perdite di carico dovute al condotto tronco conico inferiore, all'attraversamento del cestello e dello strato di polvere di caffè, alla colonnina superiore.

Una caffettiera tipo “moka” tipica italiana è caratterizzata da una quantità di acqua pari a 50 cm<3>per tazza di infuso, di caffè pari a 5 g. per tazza di infuso, da un rapporto acqua/aria compreso tra 1 e 2,3, da una temperatura di estrazione iniziale di circa 40°C e finale di circa 100°C e da una temperatura dell'infuso ottenuto compresa tra 90°C e 95°C.

li gusto e l’aroma dell'infuso caffè dipendono, a parità di miscela utilizzata e di condizioni di torrefazione della stessa, dalla temperatura e dalla pressione di estrazione.

In particolare nelle condizioni classiche sopra indicate, non è possibile ottenere una fase cremosa soprastante, molto apprezzata dal consumatore, per la quale sono necessarie pressioni di estrazione più elevate, tipiche delle caffettiere normalmente conosciute come tipo “espresso".

Inoltre, poiché il processo di estrazione inizia a temperature piuttosto basse (circa 40°C) e continuamente crescenti durante il processo stesso, non è possibile ottenere od esaltare particolari gusti od aromi che sono estraibili solo a temperature più alte ed in un intervallo di temperatura ristretto.

Per ovviare all'inconveniente sopra citato, sono state studiate caffettiere tipo “moka” operanti ad una pressione maggiore di quella normalmente vigenti nelle caffettiere tradizionali, in cui l'incremento di pressione, e conseguentemente l'aumento di temperatura, è ottenuto mediante l'inserimento di opportune perdite di carico nel percorso dell’estratto a valle del cestello di contenimento della polvere di caffè.

In una prima soluzione di questo tipo, l'incremento di pressione è ottenuto mediante una valvola pressostatica a gravità, essenzialmente costituita da un ugello calibrato con un otturatore di peso predeterminato.

Quando all'interno del sistema si realizza una pressione equivalente o leggermente superiore a quella di taratura della valvola, l'otturatore si solleva liberando l’ugello e lasciando fluire l'infuso nella tazza di raccolta superiore. In queste condizioni l'acqua attraversa lo strato di caffè ad una temperatura ed una pressione costante, entrambe regolate tramite la taratura della valvola pressostatica e dal rapporto acqua/aria in caldaia.

Gli oli estratti dal caffè mediante questo dispositivo formano una apprezzata crema sulla superficie dell'infuso.

Uno svantaggio della soluzione sopra descritta risiede nel fatto che il movimento dell'otturatore, e perciò la pressione di apertura della valvola, è condizionato dagli attriti del sistema che sono sostanzialmente determinati dallo stato di usura e di pulizia dell’assieme.

Un ulteriore inconveniente è costituito dal fatto che l’apertura dell'otturatore è notevolmente condizionata da una eventuale posizione non perfettamente verticale dello stesso e dalla presenza di vibrazioni od urti che possono provocare aperture non controllate.

Un altro svantaggio della soluzione descritta risiede nel fatto che la valvola pressostatica ed in particolare l'ugello tarato della stessa, per le necessità di precisione degli azionamenti, sono generalmente fissate stabilmente e, quindi, sono difficilmente rimuovibili per la pulizia e tendono ad incrostarsi con conseguente ulteriore incremento di temperatura e pressione oltre i valori desiderati.

Un ulteriore inconveniente è dato dal fatto che la valvola pressostatica composta da ugello tarato, otturatore, peso di taratura dell'otturatore, guida di scorrimento e trattenimento dell'otturatore sono di complessa e costosa realizzazione.

Secondo un'altra nota soluzione, il controllo di pressione è ottenuto mediante una membrana elastica opportunamente forata inserita immediatamente a valle del filtro di trattenimento della polvere nel cestello porta caffè.

Tale membrana interposta tra il filtro e la base inferiore della tazza di raccolta presenta una serie di microfori che costituiscono una sostanziale riduzione della sezione libera di passaggio dell’infuso. Tale riduzione induce un aumento di pressione a monte della membrana stessa che genera una spinta maggiore sulla membrana che provoca una flessione e stiramento della stessa con conseguente incremento della sezione dei pori. In questo modo il sistema di controllo della pressione si autoregola, livellando entro un certo intervallo ristretto la temperatura dell’acqua che attraversa lo strato di caffè dando origine ad una bevanda arricchita dalla fase cremosa.

Uno svantaggio di questa nota soluzione risiede nel fatto che, al termine della estrazione, quando tutta l’acqua disponibile nella caldaia ha attraversato la massa del caffè, è ancora presente una colonna liquida di infuso al di sopra della membrana fino alla parte terminale della colonnina.

Nel momento in cui l'aria calda ed il vapore fuoriescono dai microforì non esercitano più l'azione di spinta e si liberano gorgogliando attraverso la colonna di liquido. Ne consegue che il liquido presente sopra la membrana ristagnerà anche dopo il termine della produzione e la successiva fase di versamento del caffè dal raccoglitore.

Le usuali operazioni di pulizia della caffettiera dopo l'uso prevedono lo smontaggio della tazza superiore dalla caldaia inferiore, lo svuotamento del cestello porta caffè, il risciacquo delle parti con acqua corrente, l'asciugatura in aria.

Per quanto sopra detto, con le usuali operazioni di pulizia non è possibile la rimozione del liquido rimasto sopra la membrana e per evitare la formazione di muffe si dovrà smontare anche il filtro superiore al cestello porta caffè e la membrana stessa.

Un ulteriore inconveniente è dato dal fatto che in caso di otturazione dei fori della membrana si genera nella parte inferiore della caffettiera una pressione fino a 4 bar, che rappresenta la pressione di taratura della valvola di sicurezza della caldaia. In tal caso, se la caffettiere viene aperta ancora calda, separando, come avviene normalmente, le parti in pressione, il liquido caldo ed il vapore possono liberasi improvvisamente con rischio di bruciature per l'utilizzatore.

Presentazione dell’invenzione

Uno scopo principale del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati, mettendo a disposizione una caffettiera “moka” di semplice costruzione in grado di operare l'estrazione in un intervallo di temperatura ristretto e predeterminato con formazione di uno strato cremoso.

Uno scopo particolare è quello di mettere a disposizione una caffettiera che consenta di effettuare una facile pulizia.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di mettere a disposizione una caffettiera intrinsecamente sicura da versamenti di liquido caldo e vapore durante le normali operazioni di apertura.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di mettere a disposizione una caffettiera in grado di effettuare l'estrazione del caffè in corrispondenza di intervalli di temperatura differenziati e di valore predeterminato.

Questi scopi, nonché altri che meglio appariranno nel seguito, sono raggiunti da una caffettiera per la preparazione di un infuso a partire di un prodotto granulato o in polvere, per esempio caffè macinato, la quale, in accordo con la rivendicazione 1 , comprendente una caldaia inferiore destinata a contenere acqua di estrazione, un contenitore per la raccolta dell'infuso posto superiormente a detta caldaia, un cestello per contenere il prodotto interposto tra detta caldaia e detto contenitore, un elemento filtrante posto superiormente a detto cestello per trattenere il prodotto in detto cestello, detto contenitore avente una parete di fondo dal quale si estende un condotto tubolare per il convogliamento dell'infuso, detto condotto avendo un bordo superiore al quale è associato un diffusore per versare l’infuso in detto contenitore, caratterizzata dal fatto di comprendere in prossimità di detto bordo superiore del condotto un elemento fisso definente una perdita di carico predeterminata atto a causare un aumento di pressione e di temperatura dell'acqua di estrazione a monte di detto elemento per produrre una fase cremosa nell’infuso.

Grazie a questa caffettiera è possibile ottenere un infuso con uno strato cremoso in condizioni di sicurezza intrinseche.

Inoltre la caffettiera è facilmente e rapidamente pulibile con le usuali operazioni di pulizia.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una caffettiera secondo il trovato, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 rappresenta una vista in sezione laterale di una caffettiera secondo il trovato con il diffusore fissato in una prima posizione compatta.

la FIG. 2 rappresenta una vista in sezione laterale della caffettiera di FIG.1 con il diffusore fissato in una seconda posizione estesa;

la FIG. 3 rappresenta una vista parziale in sezione del diffusore.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita Con riferimento alle figure citate, è illustrata una caffettiera tipo “moka" per la preparazione di un infuso, per esempio di caffè, in grado di operare ad una pressione e temperatura predeterminata, indicata globalmente con il numero di riferimento 1.

La caffettiera comprendente sostanzialmente una caldaia 2 di contenimento dell'acqua di estrazione, un contenitore 3 generalmente a forma di tazza, in cui viene raccolto l'infuso, posto superiormente alla caldaia 2 ed un cestello 4 di contenimento della polvere di caffè posto tra la caldaia 2 ed il contenitore a tazza 3.

Per trattenere la polvere di caffè nel contenitore 4 durante l’estrazione, sul superiormente al cestello 4 è posto un elemento filtrante 5 fissato inferiormente alla parete di fondo 6 della tazza 3.

II contenitore a tazza 3 presenta una parete di fondo 6 ed un condotto sostanzialmente tubolare 7 di adduzione dell’infuso che si estende dalla parete di fondo 6 verso la sommità del contenitore a tazza 3.

Il condotto 7 presenta un bordo superiore 8 al quale è amovibilmente associato un diffusore 9 per versare l'infuso nella tazza 3.

Una caratteristica peculiare del trovato consiste nel fatto di prevedere mezzi di restrizione associabili al bordo superiore di detto condotto per determinare in detta camera di estrazione un aumento di pressione e di temperatura di valore predeterminato in modo da produrre una fase cremosa nell'infuso.

In particolare, i mezzi di restrizione potranno essere costituiti da una membrana elastica forata 10.

Opportunamente, secondo l'invenzione, il diffusore 9 potrà portare la membrana elastica forata 10 ancorata al bordo superiore 8 del condotto tubolare 7 mediante opportuni mezzi di bloccaggio 11 in due distinte posizioni, rispettivamente superiore ed inferiore, indicate con le lettere A e B.

In una prima posizione A, riportata nella FIG. 1, la membrana elastica forata 10 è inserita nei percorso dell'infuso permettendo la preparazione di un estratto con uno strato di crema.

In una seconda posizione B, estesa, la membrana elastica forata è esclusa dal percorso dell'infuso: in questo modo è possibile la preparazione di un infuso secondo il metodo tradizionale senza cambiare la caffettiera.

Le posizioni A e B sono ottenute serrando più o meno profondamente i mezzi di bloccaggio 11 del diffusore 9 sul bordo superiore 8 del condotto 7 fino a posizioni predeterminate ed opportunamente segnate sulla parete dello stesso condotto 7.

II diffusore 9 è composto da una prima porzione superiore 12 e da una seconda porzione inferiore 13.

La prima porzione superiore 12 che comprendente una copertura 14 e pareti laterali 15 nelle quali sono ricavate una o più aperture 16 per il passaggio dell’infuso nel contenitore superiore 3 quando il diffusore 9 è bloccato nella prima posizione compatta A e l’infuso ha attraversato la membrana elastica forata 10.

La seconda porzione inferiore 13 comprendente pareti laterali 17 nelle quali sono presenti con una o più aperture 18 per il passaggio dell’infuso nel contenitore superiore a tazza 3 quando il diffusore è bloccato nella seconda posizione estesa B e l’estratto non ha attraversato la membrana elastica 10.

Secondo l'invenzione la prima porzione 12 e la seconda porzione 13 sono tra loro unite in modo da definire una sede 19 per il posizionamento della membrana 10 e tra loro fissate mediante piantaggio in modo da fissare contemporaneamente anche la membrana 10.

Le due porzioni 12 e 13 non sono separabili dall'utilizzatore.

Le pareti laterali 17 della seconda porzione 13 inferiore comprendono anche i mezzi di bloccaggio 11.

Preferibilmente tali mezzi di bloccaggio 11 sono a vite o con innesto a baionetta.

La tenuta della pressione di estrazione tra il diffusore 9 ed il bordo superiore 8 del condotto 7 è assicurata, nella posizione A, mediante un o-ring 18 di guarnizione.

Infatti, i mezzi di bloccaggio 11 non sono a tenuta di pressione: in questo modo, in caso di otturazione dei fori della membrana 10 o di prematura interruzione del processo di preparazione dell'infuso, mediante allentamento manuale dei mezzi 11 , si ottiene una graduale riduzione della pressione presente allo interno del condotto 7 per la fuoriuscita del liquido caldo e del vapore attraverso le aperture 16 protette dalla copertura 14 senza proiezione circostante degli stessi.

In questo modo si è ottenuto un sistema a sicurezza intrinseca.

La membrana elastica 10 può essere realizzata in materiale di natura polimerica oppure in materiale metallico.

Secondo una realizzazione preferita il materiale di natura polimerica è gomma siliconica che presenta da 3 a 10 fori ciascuno avente un diametro compreso tra 0,2 mm e 0,7 mm.

Sotto azione della pressione dell'infuso, la membrana elastica 10 si flette provocando un incremento del diametro effettivo dei fori con conseguente riduzione della pressione esercitata.

In questo modo il sistema si autoregola ad un intervallo di pressione e perciò di temperatura, prefissato dipendente dal numero e dal diametro dei fori nonché dalla rigidezza alla flessione della membrana 10.

Secondo una realizzazione preferita, l'intervallo di pressione è compreso tra 1 bar e 2,4 bar e l’intervallo di temperatura tra 75°C e 95°C.

Opportunamente il diffusore 9 comprendente la prima porzione 12, la seconda porzione 13 e la membrana elastica 10 tra loro fissate può essere fornito e commercializzato come pezzo di ricambio in caso di intasamento della membrana 10.

Vantaggiosamente la caffettiera 1 può essere commercializzata con una pluralità di diffusori 9 ciascuno avente la membrana 10 con diverse caratteristiche elastiche e di foratura per la produzione di infusi aventi diverse caratteristiche organoloettiche mediante la medesima caffettiera 1.

La caffettiera secondo il trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito del trovato.

Anche se il dispositivo è stato descrìtto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims (7)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Caffettiera per la preparazione di un infuso a partire di un prodotto granulato o in polvere, per esempio caffè macinato, comprendente: - una caldaia inferiore destinata a contenere acqua di estrazione; - un contenitore per la raccolta dell'infuso posto superiormente a detta caldaia, detto contenitore avente una parete di fondo; - un cestello per contenere il prodotto interposto tra detta caldaia e detto contenitore per definire una camera di estrazione; - un elemento filtrante posto superiormente a detto cestello per trattenere il prodotto in detto cestello; - un condotto tubolare per il convogliamento dell'infuso che si estende da detta parete di fondo superiormente a detto elemento filtrante e presenta un bordo superiore aperto; - un diffusore associato a detto condotto per definire almeno un’apertura di uscita dell’infuso comunicante con detto contenitore; caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di restrizione associabili al bordo superiore di detto condotto per determinare in detta camera di estrazione un aumento di pressione e di temperatura di valore predeterminato in modo da produrre una fase cremosa nell’infuso.
2. 2. Caffettiera secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di restrizione comprendono una membrana elastica provvista di fori.
3. 3. Caffettiera secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta membrana forata () è associata a detto diffusore.
4. 4. Caffettiera secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto diffusore è ancorato al bordo superiore () di detto condotto tubolare () mediante opportuni mezzi di accoppiamento azionabili da parte di un utilizzatore.
5. 5. Caffettiera secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di accoppiamento sono predisposti per posizionare selettivamente detta membrana in una posizione inferiore (A) in battuta contro detto bordo superiore per determinare l’aumento di pressione e la produzione della fase cremosa o in una posizione superiore (B) separata da detto bordo superiore per consentire lo scarico dell’infuso direttamente nel contenitore senza produzione di fase cremosa.
6. 6. Caffettiera secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto diffusore () comprende una testa superiore avente almeno un primo foro di diffusione ed un corpo tubolare ancorato a detta testa e provvisto di detti mezzi di accoppiamento ed avente almeno un secondo foro di diffusione.
7. 7. Caffettiera secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta membrana elastica forata è interposta tra detta testa e detto corpo in posizione tale da consentire, in detta posizione inferiore, l’attraversamento dell’infuso e la sua fuoriuscita attraverso detto almeno un primo foro di diffusione, e da consentire, in detta posizione superiore, la deviazione e la fuoriuscita dell’infuso attraverso detto almeno un secondo foro. 9. Caffettiera secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto corpo tubolare comprende detti mezzi di accoppiamento. 10. Caffettiera secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di accoppiamento sono del tipo a vite e madrevite o a baionetta. 11. Caffettiera secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detta testa e detto corpo sono reciprocamente accoppiati in modo da definire una sede () per il posizionamento di detta membrana elastica forata (). 12. Caffettiera secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto di comprendere un anello di tenuta o-ring () associato al bordo superiore di detto condotto per definire una superficie di tenuta per detta membrana elastica forata nella sua posizione inferiore. 13. Caffettiera secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta membrana elastica () è realizzata in materiale plastico oppure metallico. 14. Caffettiera secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che detto materiale plastico è gomma siliconica. 15. Caffettiera secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i fori di detta membrana elastica forata sono dimensionati per mantenere detta pressione e detta temperatura predeterminati rispettivamente in un intervallo tra 1 bar e 2,4 bar e tra 75°C e 95°C. 16. Caffettiera secondo la rivendicazione 15, caratterizzata dal fatto che detti fori sono in numero compreso tra 3 a 10 ed hanno ciascuno un diametro compreso tra 0,2 mm e 0,7 mm a seconda del tipo di infuso e del tipo di fase cremosa da produrre. 17. Caffettiera secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto diffusore è realizzato unitariamente a detta membrana come parte di ricambio o accessorio della caffettiera.