BR112016027204B1

BR112016027204B1 - Aparelho de extração, sistema de preparação para preparar um produto de extração e método para operar um aparelho de extração

Info

Publication number: BR112016027204B1
Application number: BR112016027204-8A
Authority: BR
Inventors: Tobias Conrady; Claudio Foscan
Original assignee: Qbo Coffee Gmbh
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2022-01-11
Also published as: RU2016145844A; RU2683194C2; US10463189B2; EP3145373B1; PL3145373T3; EP3145373A1; CN106659319A; KR20170018845A; PT3145373T; JP6688743B2; WO2015176191A1; KR102339349B1; RU2016145844A3; HUE047201T2; SG11201609748SA; JP2017518809A; US20170079463A1; EP2946702A1; BR112016027204A2; AU2015263765B2

Abstract

máquina de café para cápsulas de porções. a presente invenção se refere a um dispositivo de extração. especificamente, a uma máquina de café, que compreende um módulo de preparação (10) que forma um compartimento de preparação para uma única cápsula de porção (12), e uma linha de fornecimento de água com uma bomba (5) e, em geral, também um aquecedor de água (7) para fornecer água para o dito compartimento de preparação sub pressão. o dito dispositivo de extração também compreende um sistema de controle (9) para a bomba - esse pode ser integrado na bomba ou fornecido pelo menos parcialmente fora da bomba - bem como dispositivo para medir um fluxo de líquido para o dito compartimento de preparação. de acordo com a invenção, o sistema de controle (9) é configurado de modo que pelo menos em determinadas condições, uma saída de bomba (5) seja dependente do fluxo de líquido especificamente de modo que a saída de bomba onde há menor fluxo de líquido seja reduzida em comparação com há um maior fluxo de líquido.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se ao campo de aparelhos de extração para preparar bebidas ou similar, de um material de extração contido em uma cápsula, por exemplo, café moído (pós de café). Especificamente, a presente invenção se refere a uma máquina de café.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os aparelhos de extração para preparar bebidas ou similar a partir de um material de extração que está presente em um pacote de porção entre outras coisas são conhecidos como máquinas de café ou máquinas de café expresso. Em muitos sistemas correspondentes, os pacotes de porções são projetados como cápsulas, nas quais o material de extração é selecionado, por exemplo, em uma maneira hermética. Para a extração, a cápsula é colocada, por exemplo, em dois lados que são opostos entre si. Um fluido de extração, geralmente água quente, é introduzido no primeiro lado. O produto de extração é descarregado da cápsula no segundo lado.

[003] A água precisa ser introduzida sob uma pressão relativamente grande na cápsula - a pressão de bomba é frequentemente entre 15 e 20 bar - para a preparação de vários tipos de café, especificamente expresso, expresso “ristretto” ou longo (chamado café creme da Suíça), e é apenas com uma pressão de infusão suficientemente alta que o chamado “crema” tão popular entre os entusiastas de café pode ser formado.

[004] Contudo, no preparo com algumas cápsulas e na realidade com café finamente moído, descobriu-se que o fluxo - portanto o volume que flui do fluido que flui para a capsula (e também que flui para fora da cápsula novamente, com exceção de uma quantidade residual remanescente na mesma) - de repente cai muito e o usuário assim obtém um café incompleto fornecido por um tempo de preparo pré- definido. Isso é irritante. Apesar de ser possível controlar a máquina de café de modo que o procedimento de infusão continue a ser realizado até que a quantidade de fluido definida tenha fluido, isso, contudo, além de levar a uma carga maior da bomba, também leva a resultados insatisfatórios com relação ao sabor.

[005] É desejável um aparelho de extração possa ser projetado de modo que compreenda meios que assegurem que uma bebida atenda às demandas de alta qualidade possa ser preparada a partir de porcentagem muito alta de cápsulas usadas, mesmo na ocorrência de flutuações de características de cápsula inevitáveis e/ou condições predominantes durante o processo de infusão.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] De acordo com um aspecto da invenção, um aparelho de extração, em particular uma máquina de café é fornecido para preparar uma bebida ou similar, como um produto de extração. O aparelho compreende um módulo de infusão para formar um compartimento de infusão para uma cápsula de porção, com uma alimentação de água que compreende uma bimba e em geral também um aquecedor de água (boiler ou aquecedor de água instantâneo), para alimentar água sob pressão para o compartimento de infusão. Além disso, o aparelho de extração compreende um controle de pelo menos a bomba - e esse controle pode ser integrado na bomba ou estar presente pelo menos parcialmente fora da bomba - bem como um meio para medir o fluxo de fluido para o compartimento de infusão. De acordo com o aspecto da invenção, o controle é configurado de modo que uma potência de bomba da bomba dependa do fluxo de fluido, elo menos em determinadas pré-condições e isso é tal que a potência de bomba é reduzida no caso de um fluxo de fluido mais baixo, em comparação com um fluxo de fluido mais alto.

[007] O procedimento esboçado funciona independentemente de se a variável controlada da bomba (variável reguladora) seja a própria potência de bomba ou, por exemplo, uma velocidade ou pressão de bomba. O que é essencial é meramente que a potencia que efetivamente flui para a bomba seja reduzida devido a um fluxo de fluido mais baixo, e esse é também o caso de um controle de uma variável diferente da própria potência de bomba.

[008] O procedimento é contra intuitivo. Normalmente, é esperado que a potência seja aumentada devido um fluxo de fluido muito baixo, para aumentar o fluxo de fluido novamente e levá-lo pelo menos próximo a um ponto de ajuste, ou seja de um valor desejado.

[009] Contudo, descobriu-se que condições com as quais a pressão alta intensifica a resistência ao fluxo podem resultar em sistemas com cápsulas de porções. No caso extremo, o rendimento pode parar completamente por causa disso, quando a bomba alcança sua pressão máxima. Isso leva a um bloqueio no caso de ativações de bomba convencionais. O procedimento de acordo com a invenção, com tais condições, permite que a pressão no compartimento de infusão seja reduzida, e isso contrapõe o bloqueio.

[010] A Figura 3a mostra um curso temporal da pressão na parte interna de uma cápsula (linha tracejada) e o fluxo para a cápsula (linha contínua) que são tipicamente medidas durante um processo de infusão de funcionamento regular. A cápsula é cheia com água no começo do processo de infusão. Uma contra pressão surge logo que o material de extração diluído é empurrado na direção do lado de extração e/ ou dilata. Em uma modalidade da cápsula e um meio de perfuração do lado de extração, a contra pressão pode ser também intensificada devido ao farto de que as aberturas de saída da cápsula ainda não estão abertas com o procedimento de influxo, mas apenas completamente abertas por meio da pressão sendo criada. O fluxo e a pressão ajustados em um determinado nível e permanecem aproximadamente constante durante o restante do tempo de infusão. Com infusão muito curta - por exemplo, para expressos - a infusão pode ser também completada antes de tal nível constante ser ajustado. A pressão que ajusta, devido a uma pressão de bomba alcançável de 19 bar (bomba de diafragma de vibração de máquina de café típica) pode ficar em um valor entre 5 bar e 16 bar, por exemplo, dependendo das características da cápsula. O fluxo que ajusta após um determinado tempo e então permanece quase constante é doravante referido como “fluxo normal”.

[011] A Figura 3b mostra a situação devido à ocorrência de um bloqueio. A linha contínua na Figura 3b também mostra o curso temporal do fluxo, e a linha tracejada o curso da pressão. Os parâmetros parecem os mesmos na fase inicial e a cápsula é preenchida com água. A resistência na cápsula, contudo, aumenta muito durante o curso da infusão. A pressão de infusão aumenta praticamente até uma pressão máxima que pode ser alcançada pela bomba (pressão de bomba) e o fluxo reduz continuamente. De acordo com o estado da técnica, a bomba é desligada abaixo de um determinado limite de fluxo ou após um determinado tempo, e a infusão é terminada prematuramente, mesmo se a quantidade de produto de extração de desejada não tiver sido preparada, por motivos de segurança e de modo a impedir um superaquecimento do sistema. Por esse motivo, a cápsula aplicada é perdida, e isso pode ser bem irritante para o usuário.

[012] Os problemas observados referentes a grande redução do fluxo e que algumas vezes podem ser explicados pela interação da maneira de funcionamento de uma cápsula de porção por um lado e a expansão do material de extração (em particular pó de café) por outro lado. É particularmente o caso que os canais, através dos quais o fluido flui para fora da cápsula, precisam ser dimensionados em uma maneira relativamente pequena, de modo que a pressão na cápsula possa ser mantida. Pode ocorrer que a resistência que o produto de extração precisa superar ao fluir seja de algum modo mais alto, devido às pequenas flutuações das características de cápsula, por exemplo, das finuras da moagem do pó de café, que sempre ocorrem. Podem então ocorrer efeitos de auto reforço.

[013] Um possível primeiro efeito desse tipo é a formação de uma camada de café devido à interação de água quente, pressão e temperatura, por exemplo, se o produto de extração for moído comparativamente fino. Tal camada de café não é mais suficientemente permeável para uma infusão regular. A velocidade de fluxo cai devido ao pó de café adicional sendo pressionado na camada de café devido ao aumento de pressão na cápsula, e no caso extremo o processo de infusão para.

[014] Um possível efeito adicional que interage com o primeiro efeito refere- se à formação de aberturas de extração na cápsula de porção, em particular se isso for formado a partir de um material comparativamente resistente tal como um plástico, por exemplo, (polipropileno ou similar), que resiste à formação de aberturas muito grandes.

[015] A Figura 4 mostra, a título de ilustração, um exemplo de um meio de perfuração 12 do lado de extração que perfura uma cápsula no fechamento do compartimento de infusão ou devido à ação da pressão interna crescente na cápsula no lado de extração mesmo após o fechamento, por meio do que o produto de extração pode ser descarregado. O meio de perfuração que está ilustrado aqui corresponde ao do Pedido de Patente Europeu 13 185 359.0 que se encontra expressamente referido no contexto. O meio de perfuração compreende uma placa de base 102 e uma pluralidade de picos de extração 103 que se projeta da placa de base para dentro do compartimento de infusão. Cada pico de extração compreende um corpo principal que aqui tem o formato de pirâmide e que afila para uma ponta 105. Projetando-se para fora, nervuras axiais 120 se estendem ao longo da superfície lateral 111. Uma abertura de passagem 109 é formada na placa de base, em cada caso em ambos os lados das nervuras.

[016] A parede de cápsula após a perfuração irá então circundar a base (a parte inferior, por exemplo, para aproximadamente o local, no qual a espessura da nervura começa a afilar para cima) dos picos de extração em forma de aro e será pressionada nesses picos 103 por meio da pressão interna da cápsula. Desse modo, um canal ao longo da base das nervuras 120 permanece livre devido à seção transversal angular dessas nervuras, através do qual o produto de extração pode fluir para fora da cápsula, para as aberturas de passagem e longe das mesmas.

[017] A Figura 5 mostra uma representação em corte transversal de uma das nervuras 120 com uma parede de cápsula 21 que suporta as mesmas. A referência numérica 22 representa muito esquematicamente a presença de pó de café dentro da cápsula, mas na realidade o pó de café está presente essencialmente ao longo de toda a parede de cápsula 21. Como está esquematicamente representado pelas setas duplas, a pressão interna da cápsula pressiona a parede de cápsula no pico de extração. Isso reduz a área em corte transversal dos canais 140 para as aberturas de passagem, em particular se a parede de cápsula 21 se tornar mais macia por causa do aumento de temperatura devido à água quente. Esse efeito, no caso de uma pressão muito alta pode adicional ou alternativamente levar a um bloqueio por causa do estreitamento dos canais 140 - dependendo da natureza da cápsula.

[018] As combinações desses dois efeitos podem também resultar, particularmente a pressão de uma camada de café contra a parede de cápsula 21, a dita pressão por sua vez reduzindo o tamanho do canal 140, ou a formação de uma camada de café na entrada dos canais que já reduzem de tamanho devido à pressão.

[019] Esses efeitos não dependem do projeto específico dos picos de extração, como está representado na Figura 4. Ao contrário, eles até resultam para afastar o fluido, por exemplo, que percorre nos sulcos ao longo da superfície lateral 111 e/ou através das aberturas na superfície lateral, para dentro do pico de extração. Isto está representado muito esquematicamente nas Figuras 6 e 7.

[020] A Figura 6 mostra um exemplo adicional de um meio de perfuração 12 do lado de extração que perfura uma cápsula no fechamento do compartimento de infusão ou devido ao efeito do aumento da pressão interna da cápsula no lado de extração, mesmo após o fechamento, por meio do que a produto de extração pode se descarregada. Esse meio de perfuração também compreende uma placa de base 102 e uma pluralidade de picos de extração 103 que se projeta da placa de base para dentro do compartimento de infusão. Cada pico de extração compreende um corpo principal que aqui tem o formato de pirâmide e afila para uma ponta 105. As projeções 130 se estendem ao longo da superfície lateral 111. As aberturas de passagem na forma de aberturas tipo canal 140 são formadas na superfície lateral, no lado superior das projeções dos respectivos picos de extração 103.

[021] Um bloqueio pode também resultar com essas modalidades, o dito bloqueio ocorrendo em uma pressão mais alta devido ao efeito da camada de café, de um fechamento das aberturas 140 por causa da pressão interna da cápsula ou por uma combinação dos efeitos, que está ilustrada na figura 7.

[022] Além disso, a pressão interna da cápsula, em combinação com atrito, pode impedir que a entrada da abertura na parede da cápsula, a dita abertura sendo produzida pela ponta 105, deslize o suficientemente distante em direção à base (na Figura 4 e 6 para o fundo), para liberar a entrada dos canais (na Figura 4 na extremidade lateral superior das nervuras 120, na Figura 6 na extremidade lateral superior das aberturas 140), em que isso é como o caso com os projetos mais variados das pontas de extração.

[023] Se agora, de acordo com o procedimento da invenção, a potência de bomba e, como resultado disso, a pressão interna da cápsula for reduzida como uma reação a um bloqueio, então os canais 140 podem aumentar por causa da pressão reduzida. Os movimentos na cápsula que estão associados a isso podem ser também afrouxados até uma possível camada de café existente. Além disso, a parede de cápsula pode deslizar mais facilmente ao longo da respectiva ponta de perfuração devido à redução de atrito, e, portanto, liberar a entrada para os canais para uma medida melhorada. O bloqueio é levantado.

[024] Há várias possibilidades concernentes à seleção da dependência da variável reguladora (potência de bomba, velocidade, pressão, etc.) no fluxo medido.

[025] Uma primeira opção simples é a redução de potência em queda curta de um valor limite de fluxo: a potência (ou outra variável reguladora) é reduzida de um primeiro valor para um segundo valor, logo que o fluxo tenha encurtado de um determinado valor limite - por exemplo, por meio de redução por um fator Ko que é diferente de 0, em que 0 < K0 <1. É possível imaginar a variável reguladora então permanecendo no segundo valor, até que o produto de extração (procedimento de infusão) esteja concluído. A generalização em mais de um valor limite e a adaptação escalonada da variável reguladora, por exemplo, é também possível.

[026] Uma segunda opção é o provimento de uma função corretiva contínua ou não contínua (em que um comportamento histerético pode ser imaginado em descontinuidades como possa ser o caso, se a função for não contínua). A potência (ou outra variável reguladora) é então corrigida por um fator de correção K, em que K é uma função do fluxo pelo menos em um intervalo.

[027] Uma série de possibilidades resulta para a segunda opção. Uma primeira possibilidade simples é uma função de etapa, possivelmente com histerese, de modo que não possa resultar uma comutação rápida para frente e para trás. A variável reguladora é então reduzida para um segundo valor, logo que o fluxo tenha diminuído de um determinado valor limite, similarmente à primeira opção. Contudo, ao contrário da primeira opção, a variável reguladora pula de volta para o primeiro valor logo que o fluxo tenha excedido o valor ou um valor limite superior permanecendo de algum modo acima do valor limite. É também possível uma generalização em várias etapas com essa possibilidade.

[028] Uma segunda possibilidade, por exemplo, é o provimento de um valor que muda continuamente, por exemplo, linearmente entre 1 (visto que o fluxo permanece acima de um valor limite superior) e um fator de correção mínima mF, com 0<mF<1, dependendo do fluxo, em que o fator de correção pode ser opcionalmente constante em mF, se o fluxo permanecer abaixo de um valor limite inferior.

[029] Em vez de uma função linear, pode ser selecionada outra função abaixo de um valor limite superior, por exemplo, uma subdivisão em várias linhas retas com gradientes diferentes, uma função não linear, etc.

[030] De acordo com uma terceira possibilidade, o valor limite superior pode também ser eliminado, e a variável reguladora pode seguir uma linha característica linear ou não linear que seja dependente do fluxo, em que opcionalmente pode ser imaginada a potência de bomba reduzindo novamente de um determinado fluxo alto. Isso não contradiz o conceito da invenção, porque é essencial no que diz respeito a essa questão é que estando um fluxo em uma determinada variação, a potência de bomba é controlada de modo a cair quando o fluxo reduz.

[031] O controle pode ser configurado de modo que a potência de bomba dependa do fluxo como única variável medida caracterizando o método de infusão (isto é, como a única variável medida que é determinada durante o método de infusão e em razão do qual a potência de bomba pode ser ainda adaptada para a respectiva cápsula durante o método de infusão). Isso não exclui programas de infusão diferentes sendo capazes de estar presentes, por exemplo, e o procedimento senso capaz de ser dependente do programa de infusão selecionado. Por exemplo, é possível conceber o usuário senso capaz de selecionar manualmente entre programas de infusão, e a potência de bomba, no caso de um rendimento de fluido muito baixo (baixo demais), apenas senso reduzido sob a pré- condição de que um determinado programa de infusão, por exemplo, “expresso’” ou “ristretto” seja selecionado, enquanto isso não é efetuado no caso de outros programas de infusão.

[032] Pode ser também concebido um reconhecimento de cápsula automático em vez de ou além de uma seleção manual entre os programas de infusão, e uma seleção do programa de infusão é efetuada dependendo das características da cápsula reconhecida. Tal reconhecimento de cápsula, por exemplo, pode incluir cada cápsula senso fornecida com código adequado - por exemplo, óptico ou magnético - que seja reconhecido pelo aparelho de extração. Especificamente, pode ser concebido o programa com uma redução da potência de bomba no caso de um rendimento de fluido mais baixo (baixo demais) sendo selecionado quando a cápsula reconhecida, por exemplo, compreende particularmente um café moído finamente ou uma quantidade maior de café, ou outras características de café tais como grau de torrefação, tempo de torrefação, conteúdo de gordura, umidade ou mistura, que levam a um aumento de resistência de fluido.

[033] A alimentação de água pode compreender um reservatório de água do qual o cano de água leva por meio da bomba e o aquecedor de água, para o módulo de infusão. Uma conexão direta para uma conexão de água fria em vez de um reservatório de água não deve ser também excluída.

[034] O meio para medir o fluxo pode compreender um sensor de fluxo (um medidor de fluxo) que seja disposto no canal de água, por exemplo, contra a corrente ou também a jusante da bomba e contra a corrente do aquecedor de água. Uma disposição diretamente na entrada do compartimento de infusão também não é excluído, mesmo que isso acarrete a possível desvantagem de que o sensor de fluxo então contate a água quente.

[035] O meio para medir o fluxo pode alternativamente ser também integrado diretamente na bomba. A relação entre o consumo de energia e outro parâmetro, por exemplo, uma velocidade ou frequência de oscilação pode, por exemplo, também representar uma medida do fluxo.

[036] Preferivelmente nenhuma ramificação, por meio da qual um compartilhamento do fluido não é conhecido desde o começo é ramificado, deveria ser disposta entre meio para medição de fluxo e o compartimento de infusão visto que, como esses meios não dispostos diretamente na entrada do compartimento de infusão, isto é, nenhuma passagem secundária através do compartimento de infusão para uma parte do fluido deve estar presente a jusante do sensor de fluxo ou da bomba, por exemplo. A presença de uma possível passagem secundária, entretanto, deve ser regulada de modo que o fluxo para o compartimento de infusão possa ser determinado pelo menos aproximadamente apesar disso.

[037] Há várias possibilidades para o controle da potência de bomba. Com bombas de diafragma de vibração de corrente alternada, como muito difundido em aparelhos para preparar bebidas, pode ser fornecido um controle de potência na forma de um controle de ângulo de fase. A ativação por meio de uma frequência variável ou velocidade é também possível. Tipos adicionais de controle de potência não estão excluídos, entre esses o provimento de um regulador de pressão acionável contra a corrente ou a jusante da bomba.

[038] O aparelho de extração pode ser opcionalmente provido de uma ajustagem de temperatura ativa. Tal ajustagem pode fazer sentido devido ao fato de que o fluxo não é constante e, com a aplicação do aquecedor de água instantâneo quando o aquecedor de água, por exemplo, sua potência deveria do mesmo modo não ser simplesmente constante em determinadas circunstancias. Uma ajustagem de temperatura ativa pode incluir uma medição de temperatura entre o aquecedor de água e o compartimento de infusão ou no próprio aquecedor de água.

[039] O módulo de infusão, como é conhecido por si, pode ser projetado como um módulo de infusão horizontal, com o qual a cápsula é inserida em um local que é considerado para isso (abertura de inserção ou similar), depois do que o compartimento de infusão é fechado por meio de uma alavanca de operação, por exemplo, em que a cápsula é removida automaticamente do compartimento de infusão e é ejetada para um recipiente de cápsula, com uma abertura renovada do compartimento de infusão após o procedimento de infusão. A inserção de cápsula é por meio disso efetuada a partir de cima, o fechamento do compartimento de infusão é horizontal com relação ao movimento de duas partes de módulo de infusão, a água flui em essência horizontalmente, e o recipiente de cápsula é formado abaixo do compartimento de infusão.

[040] São conhecidos outros projetos de módulo de infusão, por exemplo, com partes de módulo de infusão que inclinam entre si, com uma parte de módulo de infusão projetada como um pistão (particularmente em uma disposição vertical) etc., e são adequados para aparelhos de extração de acordo com a presente invenção.

[041] A cápsula em particular pode compreender uma parede de cápsula de plástico. Um plástico que é considerado polipropileno. A espessura da parede de cápsula pode ser entre 0,1 a 0,6 mm, em particular entre 0,2 mm e 0,5 mm ou 0,4 mm. Em modalidades, pode ser projetada em uma maneira correspondente ao WO 2010/118543, para O Pedido de Patente Europeu 13 199 514.4 ou de acordo com 13 199 517.7.

[042] Do mesmo modo a matéria da presente invenção é um sistema de preparação com um aparelho de extração bem como um método para operar um aparelho de extração.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[043] Os exemplos de modalidades estão descritos em seguida por meio de desenhos. As mesmas referências numéricas nos desenhos indicam elementos iguais ou análogos. Os desenhos podem mostrar elementos que correspondem um ao outro, mas que estão parcialmente em escalas diferentes de figura para figura. São mostrados em: A Figura 1 é um diagrama esquemático de um aparelho de extração, em particular de uma máquina de café; As Figuras 2a a 2F são possibilidades de dependências de um fator de correção de variável reguladora no fluxo medido; A Figura 3a é a dependência medida do fluxo e da pressão, dependendo do tempo, com o processo de infusão funcionando normalmente; A Figura 3b é a dependência medida do fluxo e da pressão, na dependência de tempo, no caso de um bloqueio durante o processo de infusão, de acordo com o estado da técnica; A Figura 4 é um meio de perfuração do lado de extração; A Figura 5 é uma representação em corte transversal de um detalhe do meio de perfuração da Figura 4; e A Figura 6 é um meio de perfuração diferente; e A Figura 7 é uma representação em corte transversal de um detalhe do meio de perfuração da Figura 6, a dita representação senso análoga à Figura 5.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[044] A Figura 1 mostra um diagrama esquemático de um aparelho de extração, em particular de uma máquina de café. A alimentação de água compreende um compartimento de água 1 e um cano de alimentação 2 do compartimento de água para um módulo de infusão 10. A água é distribuída por uma bomba 5 e flui através de um aquecedor de água - aqui desenhado como um aquecedor de água instantâneo - antes de fluir para o módulo de infusão. Um sensor de fluxo 3 mede o fluxo da água através do cano de alimentação, e, como o cano de alimentação 2 não se ramifica, portanto também flui para o módulo de infusão 10, é disposto contra a corrente da bomba.

[045] A disposição do sensor de fluxo em frente da bomba possui a vantagem de que o sensor de fluxo não é disposto na região que está sob pressão e nem na região quente. Contudo, uma disposição a jusante da bomba ou mesmo a jusante do aquecedor de água, na direção do fluxo, ou no aquecedor de água, não deve ser descartada a priori, no caso de um projeto adequado do sensor de fluxo. A integração do sensor de fluxo na bomba é também uma opção. Em todos os casos, deve ser disposto de modo que o fluxo que é medido pelo mesmo permita que o fluido flua para o compartimento de infusão formado devido a um módulo de infusão fechado e englobando a cápsula 20 a ser determinado. A quantidade de fluido que flui por unidade de tempo é indicada como o fluxo de fluido, representado, por exemplo, como um volume ou massa por unidade de tempo.

[046] O módulo de infusão, conforme conhecido por si, compreende um injetor 11 para introduzir água em uma cápsula de porção 20, bem como um meio de descarga 12 (ou meio de extração) para descarregar fluido para fora da cápsula para uma descarga 13.

[047] Um controle 9 controla a bomba 5, e possivelmente também o aquecedor de água. Os valores de fluxo que são medidos pelo sensor de fluxo 3, assim como, possa ser o caso, os valores de temperatura determinados por um sensor de temperatura opcional 8 servem como variáveis de entrada para o controle.

[048] Tal sensor de temperatura 8, como está desenhado, pode ser disposto em uma maneira na qual está em contato com o cano de alimentação 2, subsequentemente ao aquecedor de água, no próprio aquecedor de água ou no aquecedor de água. O controle pode ser configurado de modo que forme um loop de controle para a temperatura, por meio do aquecedor de água sendo ativado de modo que a temperatura medida pelo sensor de temperatura 8 sempre se mova em uma determinada variação. A inclusão de outras leituras, especificamente do fluxo de medida é também possível para a regulagem de temperatura.

[049] Variáveis de entrada adicionais podem levar ao controle 9 e influenciá- lo.

[050] O aparelho de extração, por exemplo, pode ter um módulo de entrada e/ou módulo de programação 8, por meio do qual também uma quantidade de fluido desejada, em determinadas circunstancias, também a temperatura e possivelmente também uma potência de bomba desejada pode ser influenciada.

[051] Uma possibilidade adicional é o fornecimento de um módulo de reconhecimento de cápsula 15, por meio do qual - por exemplo, por meio de uma codificação adequada da cápsula de porção inserida - os parâmetros que caracterizam a cápsula podem ser evocados, por exemplo, informação se a cápsula compreende café moído finamente ou café que, ao contrário, é moído grosseiramente.

[052] Além disso, é também possível que um sensor de superaquecimento da bomba (não representado na figura) ou sensores adicionais ou impossibilidades de entrada estejam presentes.

[053] Nas modalidades, não e necessário um manômetro para influenciar a potência de bomba, e geralmente o mesmo nunca está presente. Uma das vantagens do procedimento de acordo com a invenção é que é possível realizar o mesmo sem elementos relativamente caros e serviço intensivo.

[054] A ativação de bomba pode ser direta ou indiretamente dependendo de todos esses parâmetros medidos. Contudo, é preferivelmente concebido que o fluxo de fluido medido sendo usado como a única variável medida, em razão do qual o controle adapta a potência de bomba durante o módulo de infusão. Todos os outros parâmetros, visto que influenciam a ativação de bomba, ou efetuam um pré-ajuste (por exemplo, uma quantidade de fluido desejada ou um “liga/desliga” da ativação de bomba adaptável) ou, se for necessário, uma terminação do módulo de infusão (por exemplo, ativamente pelo usuário por meio do módulo de entrada e/ou módulo de programação 6 ou por meio de uma proteção de superaquecimento de bomba etc.), mas preferivelmente não uma ativação adaptável da potência de bomba.

[055] As possibilidades de como a variável reguladora pode depender do fluxo medido estão desenhadas nas Figuras 2a a 2f. Em cada caso, um fator de correção K é marcado dependendo do fluxo F nas figuras. Presume-se que o que se segue seja válido para a potência de bomba P: P=P0K, em que P0 corresponde a uma potência normal ou potência máxima. Outra variável reguladora (velocidade, frequência, etc.) que influencia a potência pó ser ajustada de maneira análoga à potência.

[056] De acordo com a Figura 2a, o fator K é reduzido de 1 para um valor K0, logo que o fluxo diminua de um valor desejado FS (ver também Figura 3b). O fator permanece no valor K0 independentemente do desenvolvimento adicional do fluxo, após a redução ter sido efetuada.

[057] Várias etapas podem ser concebidas, ao contrário da Figura 2a, por exemplo, a redução de K1 ou caindo de um valor limite superior, e a redução para K2 < K1 caindo de um valor limite inferior.

[058] A Figura 2b mostra uma variante, de acordo com a qual o fator K é ajustado de volta para 1 novamente se o fluxo então aumentar novamente além do valor limite após a redução de K. Pode ser concebida uma histerese, conforme representada na Figura 2b, isto é, o ajuste de volta para 1 não é efetuado até que exceda um valor limite superior FS, para impedir uma comutação rápida para frente e para trás. Essa modalidade pode ser também generalizada em várias etapas.

[059] Nas modalidades das Figuras 2a e 2b, o valor K0 é menor do que 1 e maior do que 0 e, por exemplo, pode ser entre 0,3 e 0,8, em particular entre o,4 e 0,7, especialmente entre 0,5 e 0,6.

[060] A Figura 2c mostra um exemplo de uma dependência em K como uma função contínua de F. O valor K é 1 acima de um valor limite superior FU, com uma redução linear para baixo para um fator de correção mínimo Km em um valor limite inferior FL. O valor Km, por exemplo, pode ser entre 0,3 e 0,8, em particular entre 0,4 e 0,7, especialmente entre 0,5 e 0,6.

[061] A dependência do fator no fluxo como uma função que é composta de várias linhas retas que possuem gradientes diferentes e que é linear nas seções e como um todo é contínua, resulta na modalidade de acordo com a Figura 2d. A Figura 2e mostra a generalização em uma função não linear contínua.

[062] Uma dependência K(F), com a qual o gradiente é negativo em uma região (linha contínua para a direita) está desenhada na Figura 2f. De acordo com essa variante, portanto, é possível que a potência de bomba caia novamente com fluxos medidos muito grandes.

[063] De acordo com uma subvariante, também é possível opcionalmente conceber o fator de correção permanecendo em 1 mesmo com um grande fluxo (linha tracejada; (1)), bem no começo do processo de infusão, até que a cápsula seja preenchida com fluido de acordo com experiência, embora seja reduzido (linha contínua, (2)) em uma fase posterior do processo de infusão em fluxos medidos altos.

[064] DE maneira análoga, não seria completamente descartado aumentar novamente a potência de bomba em fluxos medidos muito pequenos (para à esquerda na figura).

[065] Em todas as modalidades, os respectivos valores limites, em particular FS, são combinados com os respectivos c=valores de fluxo em operação normal com uma infusão sem um bloqueio. Nas modalidades com etapas tais como na Figura 2a e 2b, o valor limite ou o valor limite mais alto, por exemplo, pode ficar entre 50% e 85% de um fluxo normal (fluxo normal no contexto do fluxo médio que resulta após um determinado tempo, após a cápsula ser preenchida com água). Em modalidades com um curso contínuo, o valor limite mais alto é FU, por exemplo, pode ficar em um valor entre 70% e 110% do fluxo normal, e um possível limite mais baixo (Figura 2c e 2d) entre 0 e máximo 70% do valor limite superior.

[066] As combinações das maneiras de procedimento de acordo com as Figuras 2a a 2f são também concebíveis, por exemplo, uma redução como etapa na queda de um valor limite, em combinação com uma função linear ou não linear, etc.

Claims

1. Aparelho de extração, em particular uma máquina de café, para preparar um produto de extração a partir de um material de extração contido em uma cápsula (20), com um módulo de infusão (10) para formar um compartimento de infusão para a cápsula, com uma alimentação de água que compreende uma bomba (5) para alimentar água sob pressão para o compartimento de infusão, bem como um controle (9) e meio para medir o fluxo de fluido no compartimento de infusão, em que o controle (9) é configurado e conectado à bomba, de modo que pelo menos sob condições pré-definidas controle uma potência de bomba da bomba (5) de uma maneira dependente do fluxo de fluido medido, CARACTERIZADO pelo fato de que especificamente de modo que dado um fluxo de fluido inferior, a potência de bomba é reduzida em comparação com um fluxo de fluido maior.

2. Aparelho de extração, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um aquecedor de água (7) e um sensor de temperatura (8), em que o controle (9) é configurado para ativar o aquecedor de água (7) dependendo de uma temperatura medida pelo sensor de temperatura.

3. Aparelho de extração, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o controle é configurado de modo que controle a potência de bomba dependendo do fluxo como a única variável medida que caracteriza o módulo de infusão e é determinado durante o procedimento de infusão.

4. Aparelho de extração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que está isento de manômetro.

5. Aparelho de extração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio para determinar o fluxo de fluido para o compartimento de infusão é um sensor de fluxo (3) que é disposto em um canal de alimentação da alimentação de água.

6. Aparelho de extração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um módulo (15) para reconhecer a cápsula (20), em que o controle (9) é configurado para controlar a potência de bomba da bomba (5) que depende do fluxo de fluido medido, de acordo com um programa que é dependente de uma natureza da cápsula reconhecida.

7. Aparelho de extração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o controle é configurado para reduzir a potência de bomba por um fator K0 que é diferente de 0, assim que o fluxo de fluido tenha ficado abaixo de um valor limite.

8. Aparelho de extração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o controle é configurado para adaptar a potência de bomba por um fator de correção K ao ficar abaixo de um valor limite superior, o dito fator de correção sendo uma função linear contínua do fluxo de fluido, pelo menos em um intervalo.

9. Aparelho de extração, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o controle é configurado para fazer com que a potência de bomba funcione, ao ficar abaixo do valor limite superior, entre 1 e um fator de correção mínimo Km em um valor limite inferior, de uma maneira que depende do fluxo de fluido, em que o valor de Km está entre 0,3 e 0,8.

10. Aparelho de extração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o controle é configurado para adaptar a potência de bomba por um fator de correção K, ao ficar abaixo de um valor limite superior, o dito fator sendo uma função não linear contínua do fluxo de fluido.

11. Sistema de preparação para preparar um produto de extração, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um aparelho de extração conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, bem como uma cápsula de porção com um material de extração, em que a cápsula de porção com relação a sua geometria é combinada com o compartimento de infusão e compreende uma parede de cápsula capaz de ser perfurada.

12. Sistema de preparação, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede de cápsula consiste de plástico.

13. Método para operar um aparelho de extração, em particular como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, para preparar um produto de extração de um material de extração contido em uma cápsula (20), com um módulo de infusão (10) para formar um compartimento de infusão para a cápsula, com uma alimentação de água que compreende uma bomba (5) para alimentar água sob pressão para o compartimento de infusão, em que o fluxo de fluido para o compartimento de infusão é medido e uma potência de bomba da bomba é controlada de uma maneira que dependa do fluxo de fluido medido, durante um processo de infusão, CARACTERIZADO pelo fato de que especificamente de modo que dado um fluxo de fluido inferior, a potência de bomba é reduzida em comparação com um fluxo de fluido maior.