CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção refere-se à preparação automatizada de alimentos e mais particularmente a assar sob demanda de forma automatizada.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[0002] São conhecidos vários dispositivos para assar sob demanda automatizados.
[0003] A Patente US Número 4,538,509 descreve uma máquina automática de assar pão, em que a água é fornecida a um recipiente, no qual os ingredientes do pão são misturados na água ao girar uma palheta rotativa provida no recipiente, produzindo a massa. Uma haste fixa é provida no recipiente adjacente e espaçado da palheta rotativa e a massa é enroscada em torno da haste fixa pela palheta rotativa e amassada em velocidade comparativamente baixa pela cooperação da palheta rotativa e da haste fixa. A água é fornecida ao recipiente por meio de um tanque coberto com uma camada isolante de calor.
[0004] A Patente US Número 4,234,605 descreve um método e aparelho para fazer pão adaptado para uso doméstico. Uma unidade combinada de tacho e assadeira é montada de forma removível em uma mesa elevatória disposta em um forno e, quando erguida, é automaticamente coberta por um membro de fechamento inclinado para baixo e recebe uma quantidade medida de água que pode cair pelo fundo orifício de um tanque de água provido acima e através dos orifícios formados no membro de fechamento. Também são fornecidos meios agitadores que são operáveis para atuar sobre a mistura no tacho e na unidade de assadeira combinados erguidos. Para a fermentação e desgaseificação da massa assim formada na unidade, a mesa elevatória é baixada para a sua posição inferior e mantida lá por um período de tempo apropriado e depois disso a temperatura do forno é erguida para um nível adequado. O aquecedor do forno também pode servir para aquecer a água retida no tanque preliminarmente a uma temperatura ideal e, assim, permite que qualquer pessoa inexperiente faça um pão saboroso em todas as estações, independentemente da temperatura atmosférica externa com facilidade.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0005] A presente invenção visa a proporcionar um sistema altamente eficiente e econômico para assar sob demanda de forma automatizada.
[0006] Portanto, é apresentado, de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, um sistema para assar automatizado sob demanda que inclui um injetor controlável por computador configurado para funcionar injetando, de maneira programável, ingredientes líquidos para assar através de uma porção da parede e em um recipiente para misturar, assar e distribuir, um rotor controlável por computador configurado para funcionar girando, de maneira programável, o recipiente para misturar, assar e distribuir contendo ingredientes para assar misturando, assim, os ingredientes para assar em uma massa, um gerador de calor que funciona para fazer com que a massa no recipiente para misturar, assar e distribuir seja assada e um controlador que funciona para conduzir a operação do injetor controlável por computador, do rotor controlável por computador e do gerador de calor.
[0007] Preferencialmente, o rotor controlável por computador inclui um motor de acionamento rotativo e uma haste de acionamento acoplada a um suporte do recipiente e o injetor controlável por computador injeta os ingredientes líquidos para assar ao longo da via de injeção que é geralmente coaxial à haste de acionamento.
[0008] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o rotor controlável por computador inclui um motor de acionamento rotativo e uma haste de acionamento acoplada a um suporte do recipiente e o injetor controlável por computador injeta os ingredientes líquidos para assar ao longo de uma via de injeção que está situada acima da haste de acionamento.
[0009] Preferencialmente, o controlador está associado a um subsistema de reconhecimento de recipiente e funciona para permitir a operação de pelo menos um rotor controlável por computador e o injetor controlável por computador somente quando um recipiente reconhecido está em engate operacional com o injetor controlável por computador.
[0010] É apresentado também, de acordo com outra modalidade preferencial da presente invenção, um método para assar sob demanda automatizado que inclui o fornecimento de ingredientes secos para assar em um recipiente para misturar, assar e distribuir, inserindo os ingredientes líquidos para assar em um recipiente para misturar, assar e vender através de uma agulha que penetra no recipiente para misturar, assar e distribuir, misturando os ingredientes líquidos para assar e os ingredientes secos para assar em uma massa no recipiente para misturar, assar e distribuir, assando a massa no recipiente para misturar, assar e distribuir para produzir um produto assado comestível; e, em seguida, distribuindo o produto assado comestível no recipiente para misturar, assar e distribuir.
[0011] Preferencialmente, o fornecimento de ingredientes secos para assar em um recipiente para misturar, assar e distribuir inclui o suprimento de ingredientes secos para assar de um recipiente de armazenamento unitário único ao recipiente para misturar, assar e distribuir. Alternativamente, o fornecimento de ingredientes secos para assar em um recipiente para misturar, assar e distribuir inclui armazenar os ingredientes secos para assar no recipiente para misturar, assar e distribuir.
[0012] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, a inserção de ingredientes líquidos para assar no recipiente para misturar, assar e vender através de uma agulha que penetra no recipiente para misturar, assar e distribuir emprega uma agulha que penetra inicialmente em uma porção da parede do recipiente para misturar, assar e distribuir e, posteriormente, injeta os ingredientes líquidos para assar no recipiente e, posteriormente, são retirados do recipiente. Além disso, a inserção de ingredientes líquidos para assar no recipiente para misturar, assar e vender através de uma agulha que penetra no recipiente para misturar, assar e distribuir emprega uma agulha que penetra inicialmente em uma porção da parede do recipiente para misturar, assar e distribuir e, posteriormente, injeta os ingredientes líquidos para assar no recipiente em um local no recipiente localizado acima dos ingredientes secos e onde os ingredientes secos não estão presentes atualmente e, posteriormente, são retirados do recipiente.
[0013] Preferencialmente, a mistura dos ingredientes líquidos para assar e dos ingredientes secos para assar em uma massa no recipiente para misturar, assar e distribuir inclui uma fase inicial em que os ingredientes líquidos para assar e os ingredientes secos para assar são misturados quando ambos estão localizados abaixo do local no recipiente em que a agulha penetrou no recipiente. Além disso, a mistura dos ingredientes líquidos para assar e dos ingredientes secos para assar em uma massa no recipiente para misturar, assar e distribuir inclui uma fase adicional em que a massa é inicialmente formada e, geralmente, os ingredientes líquidos flutuáveis para assar já não estão presentes no recipiente para misturar, assar e distribuir e a massa já não está mais sempre abaixo do local no recipiente em que a agulha penetrou no recipiente.
[0014] É apresentado ainda, de acordo ainda com outra modalidade preferencial da presente invenção, um recipiente para misturar, assar e distribuir para ser usado em um sistema para assar sob demanda automatizado ou em um método para assar sob demanda automatizado, sendo que o recipiente inclui um volume para assar injetável que define o invólucro.
[0015] Preferencialmente, o recipiente para misturar, assar e distribuir inclui também um recurso reconhecível por máquina para fornecer uma indicação da autenticidade. Além disso ou, alternativamente, o recipiente para misturar, assar e distribuir de acordo inclui também parte de engate fora do recipiente, permitindo que o recipiente seja firmemente engatado por um rotor através de rotação de 360 graus.
[0016] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o recipiente é formado por um material que inclui um material que pode ser prontamente aquecido em micro-ondas, por meio do qual a aplicação da energia de micro-ondas ao recipiente faz com que o recipiente seja aquecido suficientemente para assar a massa ali localizada. Além disso, o material que pode ser aquecido em micro-ondas inclui pelo menos um carbeto de silício e uretano de borracha densa.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0017] A presente invenção será entendida e apreciada de forma mais completa a partir da descrição detalhada disposta a seguir, juntamente com as figuras em que:
[0018] A Fig. 1A é uma ilustração da vista expandida simplificada de um sistema para assar sob demanda automatizado construído e que funciona de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção;
[0019] A Fig. 1B é uma ilustração da vista montada simplificada de um sistema para assar sob demanda automatizado construído e que funciona de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção; e
[0020] As Figs. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G e 2H são ilustrações simplificadas de várias fases da operação do sistema para assar sob demanda automatizado da Fig. 1.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS
[0021] É feita referência agora à Fig. 1A que é uma ilustração da vista expandida simplificada de um sistema para assar sob demanda automatizado construído e que funciona de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção e à Fig. 1B que é uma ilustração da vista montada simplificada de um sistema para assar sob demanda automatizado construído e que funciona de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção.
[0022] Como visto nas Figs. 1A e 1B, é apresentado um sistema para assar sob demanda automatizado que inclui um subsistema injetor controlável 100, que é configurado para funcionar injetando, de maneira programável, ingredientes líquidos para assar 102, como água, óleo de cozinha, leite e aromatizantes líquidos em um recipiente para misturar, assar e distribuir 104 que já contém ingredientes secos para assar 106, como farinha, fermento em pó, aromatizantes e frutas. A operação do subsistema injetor controlável 100 é conduzida, preferencialmente, por um controlador 110.
[0023] O recipiente 104 é, preferencialmente, um recipiente de papel ou plástico que inclui pelo menos uma parte de parede 118, que é pode ser prontamente injetada ou perfurada por uma agulha de injeção 120 que faz parte do subsistema injetor controlável 100. O recipiente 104 pode ser formado por duas partes, como mostrado, ou pode ser formado integralmente como uma peça única. Ele pode ser formado por um único material, como poliestireno espumado de grau alimentício ou polipropileno ou pode ser feito de múltiplos materiais. Ele pode ser carregado previamente com ingredientes secos para assar 106 e, assim, servir para o armazenamento deles a longo prazo ou, alternativamente, pode ser carregado com os ingredientes secos para assar logo antes de assar. Na última alternativa, os ingredientes secos para assar podem ser vantajosamente armazenados em pacotes de unidade única.
[0024] Ainda de acordo com uma modalidade preferencial da invenção, o recipiente 104 pode ter um recurso reconhecível por máquina 122, como um ou mais códigos de barras, uma etiqueta de RFID, indícios visuais ou recurso tridimensional para apresentar uma indicação da autenticidade do recipiente e o seu conteúdo. É apreciado que o controlador 110 pode funcionar para permitir a operação do subsistema injetor 100 somente após o recebimento da indicação da genuinidade do recipiente e do seu conteúdo.
[0025] Preferencialmente, o recipiente 104 é formado por uma parte de engate 130 em sua superfície externa, que permite que o recipiente seja firmemente engatado por um rotor através de rotação de 360 graus. A parte do engate pode compreender uma ou mais saliências ou reentrâncias que correspondem a reentrâncias ou saliências cooperativas em uma parte do rotor que segura o recipiente durante a mistura.
[0026] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o recipiente 104 pode ser formado por um material que inclui um material que pode ser prontamente aquecido em micro-ondas, por meio do qual a aplicação da energia de micro-ondas ao recipiente 104 faz com que o recipiente seja aquecido suficientemente para assar a massa ali localizada. Carbeto de silício e uretano de borracha densa são exemplos de material que pode ser aquecido por micro-ondas
[0027] Voltando agora para a descrição do subsistema injetor controlável 100, é observado que a agulha de injeção 120 pode ser qualquer agulha oca adequada, preferencialmente de diâmetro externo de 2,5 mm e diâmetro interno de 1,5 mm e com extremidade pontiaguda 132. A agulha de injeção 120 define uma passagem de ingredientes líquidos para assar que se comunica com um coletor de entrada 134 ao qual podem ser conectados a vários tubos de abastecimento de ingrediente líquido para assar 136, cada um acoplado, através de uma bomba controlável adequada 138, a um recipiente de abastecimento de ingrediente líquido para assar 140.
[0028] Como visto nas Figs. 1A e 1B, a agulha de injeção 120 é, preferencialmente, montada em sentido axial e de maneira deslocável sobre um deslocador linear 150, que move a agulha de injeção em um sentido linear, conforme indicado pela seta 151, como uma porca 152 que engata de forma rotativa, linear e deslocável uma haste de saída roscada 154 de um motor rotativo 156. É apreciado que qualquer outro deslocador linear adequado pode ser empregado. A montagem axialmente deslocável da agulha de injeção 120 em relação ao recipiente 104 permite a injeção controlada por computador dos ingredientes líquidos para assar 102 no interior do recipiente 104, preferencialmente pela penetração retrátil de pelo menos uma parte da parede 118 do recipiente 104 pela extremidade pontiaguda 132 da agulha de injeção 120. Preferencialmente, nesta modalidade da presente invenção, a agulha de injeção 120 se retrai para fora do engate com o recipiente 104 após a injeção de ingredientes líquidos para assar 102 e antes de assar. Mais preferencialmente, a agulha de injeção 120 é lavada com água antes da retração, e a retração ocorre antes da formação da massa pela rotação do recipiente 104.
[0029] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, os ingredientes líquidos para assar 102 são injetados no recipiente 104 a uma altura do recipiente 104 que está acima do nível superior dos ingredientes secos para assar 106 ali contidos permitindo, assim, que os ingredientes líquidos para assar 102 caiam pela gravidade sobre e junto com os ingredientes secos para assar 106.
[0030] O sistema para assar sob demanda automatizado de uma modalidade preferencial da presente invenção compreende também, preferencialmente, um subconjunto de rotor controlável 160, configurado para funcionar girando, de maneira programável, o recipiente para misturar, assar e distribuir 104 que contém ingredientes líquidos para assar 102 e ingredientes secos para assar 106 misturando, assim, os ingredientes para assar 102 e 106 em uma massa.
[0031] O subconjunto do rotor controlável 160 inclui, preferencialmente, um motor rotativo controlável por computador 162, como um motor de passo, com uma haste de saída 164 que é acoplada ou que é parte integrante de um elemento de engate do recipiente 166, como um anel, que cerca, completa ou parcialmente, o recipiente 104 e mantém, de maneira removível, o recipiente 104 em engate com ele durante a sua rotação incluindo a rotação de 360 graus em um plano vertical. O elemento de engate do recipiente 166 inclui, preferencialmente, uma ou mais saliências ou soquetes que permitem que ele retenha firmemente um recipiente com soquetes ou saliências correspondentes, como recipiente 104, durante a sua rotação, incluindo a rotação de 360 graus em um plano vertical.
[0032] Em uma modalidade alternativa da presente invenção, a agulha do injetor 120 e o coletor de entrada 134 podem definir uma via de injeção coaxial à haste de saída 164. Nesta modalidade, a haste de saída 164 é uma haste de saída oca na qual a agulha do injetor 120 é inserida e o elemento de engate do recipiente 166 é formado com uma abertura através da qual a agulha do injetor 120 injeta os ingredientes líquidos para assar 102.
[0033] O subconjunto do rotor controlável 160 é também, preferencialmente, controlado pelo controlador 110 e funciona, preferencialmente, para misturar os ingredientes líquidos para assar 102 e os ingredientes secos para assar 106 pelo movimento rotativo para frente e para trás do elemento de engate do recipiente 166 sobre um eixo da haste de saída 164, conforme indicado pela seta 167. Preferencialmente, o controlador 110 faz com que o subconjunto do rotor controlável 160 gire inicialmente o recipiente com uma amplitude pequena como +/-20 graus sobre o eixo vertical e daí em diante, aumente a amplitude em etapas de +/180 graus e, posteriormente, para uma rotação contínua de 360 graus no plano vertical. O resultado da mistura é a formação de massa dentro do recipiente 104, com exclusão dos ingredientes para assar não misturados.
[0034] É apreciado que o controlador 110 pode funcionar para permitir a operação do subconjunto do rotor 180 somente após o recebimento da indicação da autenticidade do recipiente e do seu conteúdo.
[0035] É observado que o vazamento de ingredientes líquidos para assar 102 do recipiente 104 por uma abertura formada na parte da parede 118, preferencialmente uma parede lateral, do recipiente 104 pela sua penetração pela agulha de injeção 120 e retração subsequente da agulha de injeção 120 da parte da parede 118 do recipiente não ocorre por pelo menos uma das razões dispostas a seguir: os ingredientes líquidos para assar são, de maneira relativa, rapidamente absorvidos pelos ingredientes secos para assar 106, normalmente em 5-10 segundos a partir da injeção; durante o período imediatamente posterior à injeção, normalmente 5 - 10 segundos, a amplitude da rotação do recipiente 104 é tal que qualquer líquido livre não atinge a altura do local da abertura da injeção na parte da parede 118 do recipiente 104; e a força centrífuga da rotação no plano vertical força todos os ingredientes, inclusive qualquer um livre, líquidos não absorvidos, para fora ao longo do sentido vertical ao invés de lateralmente.
[0036] Preferencialmente, o controlador 110 faz com que o subconjunto do rotor controlável 160 funcione de acordo com um protocolo de mistura predeterminado. O protocolo de mistura predeterminado pode ser selecionado por um usuário, através de um dispositivo de entrada 168, a partir de um ou mais protocolos de mistura previamente programados, ou pode ser inserido pelo usuário no controlador 110 através do dispositivo de entrada 168. É apreciado que o protocolo de mistura predeterminado é, normalmente, uma função dos ingredientes que estão sendo misturados e do produto assado que está sendo produzido. Um protocolo de mistura preferencial é descrito abaixo fazendo referência às Figs. 2E - 2G.
[0037] O sistema para assar sob demanda automatizado de uma modalidade preferencial da presente invenção compreende, preferencialmente, um gerador de calor 170 que funciona para fazer com que a massa no recipiente para misturar, assar e distribuir seja assada.
[0038] Como referido acima, o controlador 110 funciona para conduzir o funcionamento do subsistema de injetor controlável 100, o subconjunto do rotor controlável 160 e o gerador de calor 170. Uma protocolo de injeção, mistura e calor é estabelecido mais adiante e é explicado fazendo referência às Figs. 2A - 2 H.
[0039] Agora, é feita referência às Figs. 2A - 2H, que são ilustrações simplificadas das várias fases do funcionamento do sistema para assar sob demanda automatizado da Fig. 1 de acordo com um protocolo de injeção, mistura e aquecimento.
[0040] Como pode ser observado na Fig. 2A, o recipiente 104, que inclui ingredientes secos para assar 106 gira, preferencialmente, como indicado pela seta 180, 3 rotações completas em uma rotação contínua de 360° no plano vertical. Normalmente, as 3 rotações duram um total de 3 segundos. É apreciado que a rotação dos ingredientes secos para assar pode ser conseguida pela rotação da haste de saída 164 no sentido horário ou no sentido anti-horário.
[0041] A Fig. 2B mostra a inserção da agulha de injeção 120 na parte da parede 118 do recipiente 104, que normalmente dura 1 segundo.
[0042] A Fig. 2C mostra a adição dos ingredientes líquidos para assar 102, através do coletor de entrada 134 e a agulha de injeção 120, ao recipiente 104, o que normalmente dura um total de 3 segundos. Como observado acima, os ingredientes líquidos para assar 102 são preferencialmente injetados no recipiente 104 a uma altura do recipiente 104 que está acima do nível superior dos ingredientes secos para assar 106 ali contidos permitindo, assim, que os ingredientes líquidos para assar 102 caiam pela gravidade sobre e junto com os ingredientes secos para assar 106.
[0043] A Fig. 2D mostra a retração da agulha de injeção 120 da parte da parede 118 do recipiente 104, que normalmente dura 1 segundo.
[0044] Como observado na Fig. 2E, o recipiente 104 gira, então, parcialmente no sentido anti-horário, como indicado pela seta 182, no sentido da Fig. 2E, geralmente uma rotação de 20° e, em seguida, volta para a posição horizontal original. Essa rotação parcial é preferencialmente repetida, normalmente, 5 vezes, com cada rotação parcial durando, normalmente, 2 segundos.
[0045] Como observado na Fig. 2F, o recipiente 104 gira, então, parcialmente no sentido horário, como indicado pela seta 184, no sentido da Fig. 2F, geralmente uma rotação de 20° e, em seguida, volta para a posição horizontal original. Essa rotação parcial é preferencialmente repetida, normalmente, 5 vezes, com cada rotação parcial durando, normalmente, 2 segundos.
[0046] Como observado na Fig. 2G, o recipiente 104 gira, então, preferencialmente, tanto no sentido horário, como indicado pela seta 186, quanto no sentido anti-horário, como indicado pela seta 188, no sentido da Fig. 2G. O recipiente gira, normalmente, 5 rotações completas em uma rotação contínua de 360° no plano vertical no primeiro sentido e, então, gira 5 rotações completas em uma rotação contínua de 360° no plano vertical no sentido oposto. Cada uma das 5 rotações em cada sentido dura, normalmente, 2 segundos.
[0047] Isso é seguido, preferencialmente, da rotação do recipiente em 3 rotações completas em uma rotação contínua de 360° no plano vertical no primeiro sentido e, então, 3 rotações completas em uma rotação contínua de 360° no plano vertical no sentido oposto. Cada uma das 3 rotações em cada sentido dura, normalmente, 4 segundos.
[0048] Como observado na Fig. 2G, o resultado da mistura é a formação de massa dentro do recipiente 104, com exclusão dos ingredientes para assar não misturados.
[0049] A mistura é, preferencialmente, seguida por uma etapa de aquecimento, normalmente um etapa de aquecimento no micro-ondas. A etapa de aquecimento dura, normalmente, 30 segundos. Como observado na Fig. 2H, o resultado é um produto assado no recipiente 104.
[0050] Será apreciado pelos versados na técnica que a presente invenção não se limita ao que foi particularmente mostrado e descrito acima. Em vez disso, o escopo da invenção inclui combinações e subcombinações de vários recursos descritos acima, bem como suas modificações e variações que ocorreriam aos versados na técnica após a leitura do relatório descritivo anterior e que não estão no estado da técnica.