BR112020003060A2 - dispositivo para a preparação de bebidas quentes - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a um dispositivo para a preparação de bebidas quentes, com uma saída de bebida para a dispensa de uma bebida quente, com um aquecedor de água contínuo para o aquecimento de água durante a preparação da bebida quente, com um medidor de fluxo para a determinação do volume da água que flui através do aquecedor de água contínuo, e com uma válvula de drenagem, disposta na direção de fluxo atrás do aquecedor de água contínuo, executada como válvula de via controlável, através da qual ao invés de ser conduzida na direção da saída de bebida, a água que flui através do aquecedor de água contínuo pode ser conduzida para uma linha de águas servidas ou para um recipiente coletor de águas servidas. Está previsto um dispositivo de controle, que apresenta uma função de reconhecimento de calcificação para a determinação de um estado de calcificação do aquecedor de água contínuo com auxílio de valores de medição do medidor de fluxo. Esse dispositivo é executado, de tal modo que durante uma determinação do estado de calcificação ele comuta a válvula de drenagem para a sua posição de comutação, na qual o fluxo de fluido é conduzido diretamente do aquecedor de água contínuo para a linha de águas servidas ou para o recipiente coletor de águas servidas.

Description

"DISPOSITIVO PARA A PREPARAÇÃO DE BEBIDAS QUENTES" Descrição

[0001] A invenção em questão se refere a um dispositivo para a preparação de bebidas quentes como, por exemplo, bebidas de chá ou de café, com uma saída de bebida para a dispensa de uma bebida quente preparada, com um aquecedor de água contínuo para o aquecimento de água durante a preparação da bebida quente, com um medidor de fluxo para a determinação do volume da água que flui através do aquecedor de água contínuo, e com uma válvula de drenagem, disposta na direção de fluxo atrás do aquecedor de água contínuo, executada como válvula de via controlável, através da qual, ao invés de ser conduzida na direção da saída de bebida, a água que flui através do aquecedor de água contínuo pode ser conduzida para uma linha de águas servidas ou para um recipiente coletor de águas servidas.

[0002] No estado da técnica são conhecidas máquinas de café totalmente automáticas, que ao toque de um botão preparam bebidas de café passadas na hora em doses. A água quente necessária para isso em geral é mantida em um boiler de água quente, de tal modo que deixa de existir um longo tempo de aquecimento. Isoladamente também foram sugeridas máquinas de café totalmente automáticas, nas quais a água é aquecida no instante da compra da bebida com um aquecedor de água contínuo.

[0003] Também é conhecido que, no caso de máquinas de café totalmente automáticas, de tempos em tempos tem que ser realizada uma descalcificação do gerador de água quente. Para isso, por exemplo, são conhecidas soluções como no documento de patente universal WO 2013/023963 A1 ou no documento de patente europeu EP 2705784 A1, nos quais um cartucho com um meio de descalcificação solúvel em água é introduzido ou é conectado ao dispositivo, a fim de realizar um processo de descalcificação. No caso do documento de patente suíço CH 709738 à máquina de café é conectado um dispositivo de aplicação do meio de descalcificação com uma solução de descalcificação recebida em um recipiente com volume variável.

[0004] A invenção em questão se propôs a tarefa de indicar um dispositivo para a preparação de bebidas quentes, com o qual possam ser preparadas bebidas quentes de forma rápida e confiável, que requer pouca manutenção e não seja propenso a reparos, e que seja de atendimento fácil e seguro de operação para um usuário ou para um pessoal de atendimento. Nesse contexto, as bebidas quentes podem ser café ou chá passado na hora, como também bebidas instantâneas como, por exemplo, caldos, chás instantâneos, café solúvel, bebidas instantâneas de chocolate ou similares.

[0005] Por isso, afastando-se das máquinas de café totalmente automáticas existentes com um boiler, a invenção em questão emprega um aquecedor de água contínuo leve e compacto para a preparação de água quente. Um aquecedor de água contínuo correspondente, que pode ser empregado no contexto da invenção em questão é indicado, por exemplo, no documento de patente universal WO 2013/189869 A1 ao qual é feita referência aqui ao conteúdo completo para evitar repetições desnecessárias.

[0006] No entanto a invenção se baseia no reconhecimento que, no caso de um aquecedor de água contínuo apropriado no contexto da invenção em questão, em virtude das altas temperaturas necessárias para o aquecimento rápido da água, e dos trajetos do fluxo estreitos, mas longos no aquecedor de água contínuo, esse aquecedor é suscetível à calcificação. Por isso no contexto da invenção em questão está previsto um dispositivo de controle, que apresente uma função de reconhecimento de calcificação para a determinação de um estado de calcificação do aquecedor de água contínuo com auxílio de valores de medição do medidor de fluxo. Esse dispositivo é executado, de tal modo que durante uma determinação do estado de calcificação, ele comuta a válvula de drenagem para a sua posição de comutação, na qual o fluxo de fluido é conduzido diretamente do aquecedor de água contínuo para a linha de águas servidas ou para o recipiente coletor de águas servidas. O estado de calcificação, portanto, só é determinado com a válvula de drenagem aberta.

[0007] A taxa de fluxo, que pode ser medida através do medidor de fluxo, por um lado depende da diferença de pressão entre a entrada e a saída do aquecedor de água contínuo, por outro lado, depende da seção transversal de condução e com isso do estado de calcificação. No caso de pressão de entrada conhecida, por exemplo, da pressão da linha ajustável através de um limitador de pressão, de uma pressão de entrada da bomba durante o emprego de uma bomba de água ou de uma pressão medida por meio do medidor de pressão, por conseguinte, pode ser determinado o estado de calcificação. Nesse caso, a válvula de drenagem aberta assegura que durante a medição somente a perda de pressão no aquecedor de água contínuo é considerada e não do grupo de construção disposto mais a jusante como, por exemplo, de uma câmara de infusão ou de uma câmara de mistura.

[0008] Em virtude do estado de calcificação reconhecido pode ser gerada a tempo uma mensagem de que é necessário um processo de descalcificação, e se possível deve ser iniciado ou realizado. Com isso é impedido que o aquecedor de água contínuo possa ficar obstruído, pois se o aquecedor de água contínuo ficar obstruído completamente uma vez, então ele não pode mais ser descalcificado e precisa ser substituído ou desmontado.

[0009] De forma apropriada, a válvula de drenagem serve para o propósito de, em uma fase de aquecimento do aquecedor de água contínuo conduzir o fluxo de fluido que chega do aquecedor de água contínuo para a linha de águas servidas ou para o recipiente coletor de águas servidas, de tal modo que só depois do processo de aquecimento é conduzida suficiente água quente na direção da saída de bebida, no entanto, durante o aquecimento a água ainda não suficientemente quente consegue chegar na saída. Nesse caso, o controle pode ser executado, de tal modo que a determinação do estado de calcificação é realizada durante a fase de aquecimento. Por conseguinte, a determinação do estado de calcificação ocorre automaticamente durante a operação normal e, por conseguinte, não exige qualquer interrupção de operação ou passagens separadas de manutenção.

[0010] Nesse caso, a fase de aquecimento é executada, de preferência, em cada compra de uma bebida quente. O aquecedor de água contínuo, portanto, é desligado depois de cada compra de bebida e pode resfriar. Isso impede a calcificação do aquecedor de água contínuo. O aquecimento ocorre de modo suficientemente rápido, de tal modo que ele não representa nenhum prejuízo durante a operação. Naturalmente a determinação do estado de calcificação pode ser realizada, do mesmo modo, em cada compra de bebida individual. Mas também pode ser suficiente realizar uma medição do estado de calcificação, por exemplo, apenas em cada décima bebida quente.

[0011] Da mesma forma, a válvula de drenagem também pode servir para o propósito de, em uma fase de resfriamento do aquecedor de água contínuo conduzir o fluxo de fluido que chega do aquecedor de água contínuo para a linha de águas servidas ou para o recipiente coletor de águas servidas. Por conseguinte, depois da compra do produto o aquecedor de água contínuo pode ser resfriado com água, a fim de evitar, desse modo, uma calcificação devido à água quente que permanece no aquecedor de água contínuo. Também nesse caso, é apropriado realizar a fase de resfriamento em cada compra do produto. Uma vez que com isso, durante a fase de resfriamento a válvula de drenagem é aberta, de modo alternativo (ou cumulativo) à fase de aquecimento pode ser realizada uma determinação do estado de calcificação na fase de resfriamento.

[0012] Naturalmente não é necessário desligar o aquecedor de água contínuo depois de cada compra de bebida individual. Se já tiverem sido pré-selecionadas várias bebidas para dispensa, então também pode ser apropriado desligar o aquecedor de água contínuo só depois da compra da última bebida.

[0013] Para a determinação da pressão da água na entrada do aquecedor de água contínuo é apropriado dispor um medidor de pressão no lado de entrada, no aquecedor de água contínuo. Com isso a pressão de entrada pode ser determinada de modo confiável, e o reconhecimento do estado de calcificação é melhorado.

[0014] Em um aperfeiçoamento da invenção, o aquecedor de água contínuo apresenta um canal de fluxo em espiral com uma entrada e uma saída para um líquido fluindo a ser aquecido. Nesse caso, é vantajoso conformar o canal de fluxo, de tal modo que sua seção transversal do canal se alarga pelo menos em uma área final na direção da saída. Deve se levar em conta o reconhecimento do fato de que o canal de fluxo do aquecedor de água contínuo é acometido de calcificação mais forte em sua extremidade, uma vez que aqui são alcançadas as máximas temperaturas da água.

[0015] Experiências resultaram no fato de que, no caso de um diâmetro do canal uniforme, o estado, no qual certamente uma calcificação é detectada através da diminuição da taxa de fluxo, o canal de fluxo, porém ainda é permeável, e o estado, no qual o canal de fluxo então está completamente obstruído, podem seguir um ao outro muito rapidamente. Em outras palavras, permanece apenas um intervalo de tempo muito curto para reagir e introduzir uma descalcificação. Se o aquecedor de água contínuo for obstruído uma vez, então não é mais possível dissolver o calcário com um meio de descalcificação, e receber o aquecedor de água contínuo livre novamente. No caso de uma seção transversal do canal sugerida aqui, que se alarga na direção da saída, ocorre a diminuição da taxa de fluxo e com isso, pelo contrário, a obstrução do canal de fluxo ocorre substancialmente mais lenta do que no caso da seção transversal do canal constante. Por isso resta mais tempo para realizar a descalcificação, por exemplo, depois do final de atendimento de um restaurante ou de uma loja, de tal modo que a segurança de operação é melhorada no total.

[0016] O emprego de um canal de fluxo que se alarga na seção transversal com um aquecedor de água contínuo para a produção de água quente para uma preparação de bebida, em princípio é independente de um reconhecimento do estado de calcificação no aquecedor de água contínuo, e por isso também pode ser aplicado sem uma função automática de reconhecimento conforme explicado acima. Uma máquina de bebida quente automática com um aquecedor de água contínuo desse tipo, cuja seção transversal do canal se alarga em pelo menos uma área final na direção da saída, por isso representa um aspecto independente da invenção, que é reivindicado aqui independentemente.

[0017] No caso do dispositivo para a preparação de bebida quente pode se tratar, de preferência, de uma máquina de bebida totalmente automática, a qual depois de uma seleção de bebida totalmente automática prepara a bebida quente selecionada correspondente, e fornece em um recipiente de bebida preparado. Em particular, no caso de uma máquina de bebida totalmente automática é apropriado se estiver previsto um sistema de descalcificação para a descalcificação automática do aquecedor de água contínuo. Dessa forma, assim que isso for necessário, em qualquer tempo e sem dispêndio maior pode ser realizada uma descalcificação do aquecedor de água contínuo. Em geral isso ocorre no início ou depois do término de uma operação pelo atendente a um simples toque de botão. O dispositivo de preparação de bebida realiza então, as etapas necessárias para a descalcificação do aquecedor de água contínuo, sem que outras etapas de operação sejam necessárias como, por exemplo, a introdução de um cartucho de descalcificação ou similar.

[0018] Em uma forma de execução preferida, o sistema de descalcificação apresenta um recipiente de mistura para a mistura de uma solução de meio de descalcificação, uma câmara de recepção para um recipiente de estoque para o concentrado de descalcificação líquido, bem como, uma bomba de dosagem para o transporte dosado de concentrado de descalcificação do recipiente de estoque para o recipiente de mistura. Por conseguinte, no recipiente de mistura se necessário, portanto, se tiver que ser realizado um processo de descalcificação, é misturada a solução de meio de descalcificação composta do concentrado de descalcificação líquido, o qual é transportado automaticamente pelo dispositivo de preparação de bebida através da bomba de dosagem, do recipiente de estoque para o recipiente de mistura, e água.

[0019] O emprego de um concentrado de descalcificação líquido tem a vantagem que no dispositivo de preparação de bebida pode ser estocada uma quantidade de concentrado para uma infinidade de processos de descalcificação, de tal modo que uma substituição ou refil do recipiente de estoque também no caso de processos de descalcificação frequentes só é necessária em intervalos de tempo maiores. Isso reduz consideravelmente o dispêndio de manutenção necessário e possibilita ao atendente sem conhecimentos técnicos realizar a descalcificação regularmente. Além disso, um concentrado de descalcificação líquido pode ser dosado de forma simples e segura na operação através de uma bomba de dosagem, de tal modo que a solução de meio de descalcificação pode ser misturada de modo automatizado e sempre na dosagem correta, desejada.

[0020] De forma apropriada, o dispositivo de preparação de bebida compreende uma bomba de água, que retira a água de uma alimentação de água potável, por exemplo, de uma conexão de água ou de um recipiente de água inserido nas máquinas de bebida totalmente automáticas, e transporta para o aquecedor de água contínuo. A bomba de água providencia uma pressão uniforme e suficientemente alta, que é necessária em particular, para a preparação de café expresso, a fim de obter um creme agradável e firme.

[0021] Nesse caso, o medidor de fluxo empregado no dispositivo está previsto, entre outras coisas para a determinação de volume de água transportada por meio da bomba de água. Um medidor de fluxo desse tipo para a determinação de volume, no contexto da invenção em questão oferece vantagens igualmente em vários aspectos: por um lado através do medidor de fluxo pode ser medido um volume de água fresca, o qual é preenchido no recipiente de mistura através da bomba de água, a fim de misturar a solução de meio de descalcificação. Por outro lado, com auxílio do medidor de fluxo, como já foi esclarecido, pode ser determinada uma taxa de fluxo, portanto, a quantidade de volume por unidade de tempo, que flui através do aquecedor de água contínuo, e disso pode ser determinado o estado de calcificação do aquecedor de água contínuo. Finalmente, o medidor de fluxo naturalmente também serve pata o propósito de medir as porções de água fresca durante a preparação de diferentes bebidas quentes.

[0022] Por isso, de acordo com uma forma de execução da invenção está previsto que no lado de aspiração a bomba de água possa ser ligada de modo comutável com o recipiente de mistura através de uma primeira válvula de via, no qual a solução de meio de descalcificação é recebida ou misturada. Por conseguinte, na posição da válvula comutada da primeira válvula de via, a solução de meio de descalcificação é transportada do recipiente de mistura, através da bomba de água, para o aquecedor de água contínuo.

[0023] De acordo com uma outra forma de execução está previsto que a bomba de água no lado de pressão possa ser ligada de modo comutável com uma alimentação de água do recipiente de mistura através de uma segunda válvula de via. Por conseguinte, para a mistura de uma solução de meio de descalcificação no recipiente de mistura, na posição da válvula comutada da segunda válvula de via a água pode ser transportada da bomba de água para o recipiente de mistura.

[0024] A válvula de drenagem prevista no contexto da invenção em questão é colocada, de preferência, em uma posição de comutação no contexto de um processo de descalcificação automático, na qual a solução de meio de descalcificação depois do fluxo do aquecedor de água contínuo não é conduzida na direção da saída de bebida, por exemplo, para um dispositivo de infusão, mas diretamente para uma linha de águas servidas ou para um correspondente recipiente coletor de águas servidas. Pelo fato de que a solução de meio de descalcificação não é fornecida para a saída de bebida normal, é evitada uma operação falha acidental, que poderia levar, por exemplo, a uma saída de solução de meio de descalcificação em um recipiente de bebida de um cliente.

[0025] Para a realização totalmente automática de processos de descalcificação, no contexto da invenção em questão é significativo e vantajoso um dispositivo controle programável que é executado ou programado para controlar a bomba de dosagem para a realização de um processo de descalcificação automático, a fim de transportar uma quantidade predeterminada de concentrado de descalcificação do recipiente de estoque para o recipiente de mistura; cujo dispositivo ainda está programado para comutar a segunda válvula de via para ligar a bomba de água com a alimentação de água do recipiente de mistura, e controlar a bomba de água, a fim de transportar uma quantidade predeterminada de água para o recipiente de mistura; cujo dispositivo ainda está programado para comutar a primeira válvula de via, a fim de ligar a bomba de água no lado de aspiração com a linha de retirada do recipiente de mistura, e transportar a solução de meio de descalcificação do recipiente de mistura para o aquecedor de água contínuo.

[0026] No contexto da invenção em questão, além disso, está previsto um processo para a determinação de um estado de calcificação em um dispositivo para a preparação de bebidas quentes, com um aquecedor de água contínuo para o aquecimento de água para a preparação de uma bebida quente. No caso do processo, por meio de um medidor de fluxo é medida uma taxa de fluxo de água que flui através do aquecedor de água contínuo, e com auxílio da taxa de fluxo é determinado o estado de calcificação. Nesse caso, de acordo com a invenção está previsto que, durante a determinação do estado de calcificação, uma válvula de drenagem disposta na direção de fluxo atrás do aquecedor de água contínuo é levada para uma posição de comutação, na qual ao invés de ser conduzida na direção de uma saída de bebida do dispositivo, a água que flui através do aquecedor de água contínuo é conduzida diretamente para uma linha de águas servidas ou para um recipiente coletor de águas servidas.

[0027] Outras vantagens e propriedades da invenção em questão resultam da descrição a seguir de um exemplo de execução com auxílio das figuras. Nesse caso, são mostrados: Na figura 1 um esquema do fluxo de água de uma máquina de bebida totalmente automática com dois aquecedores de água contínuos e um sistema de descalcificação integrado para a descalcificação automática dos aquecedores de água contínuos e Na figura 2 em um diagrama, o decurso da temperatura da água na saída do aquecedor de água contínuo através do tempo e dos estados de comutação da válvula de drenagem.

[0028] Na figura 1, em um denominado esquema do fluxo de água, é mostrada a montagem do dispositivo para a preparação de bebidas quentes, como o que é empregado, por exemplo, em uma máquina de café totalmente automática. Para a produção de água quente, com a qual bebidas quentes são preparadas, é usado um aquecedor de água contínuo 10. Na direção do fluxo de água, a montante do aquecedor de água contínuo 10 se encontram uma bomba de água 11 e um medidor de fluxo 12, que estão ligados com o aquecedor de água contínuo 10 através de uma linha 13. Na saída de água quente do aquecedor de água contínuo 10 estão conectadas várias válvulas de via 15a, 15b, 15c e 16 através de uma linha 14. Opcionalmente na entrada do aquecedor de água contínuo 10 ainda podem ser dispostos um medidor de pressão 17, e na saída do aquecedor de água contínuo 10 um sensor de temperatura 18.

[0029] Adicionalmente ao aquecedor de água contínuo 10 previsto para a preparação de água quente, o dispositivo possui um segundo aquecedor de água contínuo 20, que serve para a geração de vapor, o qual, do mesmo modo, pode servir para a preparação de bebidas quentes, por exemplo, para o reaquecimento ou para espumar o leite ou outras bebidas. No sentido da invenção em questão, também o segundo aquecedor de água contínuo 20, que nesse caso serve para a geração de vapor, do mesmo modo, é entendido no sentido amplo como gerador de água quente.

[0030] Do mesmo modo, a montante do segundo aquecedor de água contínuo 20 se encontram uma bomba de água 21 e um medidor de fluxo 22, que estão ligados com o afluxo do aquecedor de água contínuo 20 através de uma linha 23. Na saída de água quente ou de vapor do aquecedor de água contínuo 20 estão conectadas diversas válvulas de via 25a, 25b, 26 através de uma linha 24. Opcionalmente, também na entrada do aquecedor de água contínuo 20 podem ser dispostos um medidor de pressão 17, e na saída do aquecedor de água contínuo 20, um sensor de temperatura 28.

[0031] No exemplo de execução os dois medidores de fluxo 12, 22 estão dispostos respectivamente antes das bombas 11, 21 correspondentes, no entanto, da mesma forma seria possível dispor os medidores de fluxo 12, 22 na direção de fluxo atrás das bombas 11, 21 correspondentes. No lado de aspiração as duas bombas de água 11, 21 estão ligadas com uma conexão de água potável 32 da rede de distribuição pública, ou com um tanque de água 33 previsto no ou dentro do aparelho. No caso de uma conexão em uma rede de distribuição pública 32, na alimentação estão previstas uma válvula de bloqueio 34, uma válvula de retenção 35, bem como um redutor de pressão 36.

[0032] A bomba de água 11 transporta água potável da alimentação de água potável 30 conectada através da linha 13 para o aquecedor de água contínuo 10, a partir de onde a água quente pode ser transportada através da válvula de via 15b para um grupo de infusão 50. De forma bastante conhecida, o grupo de infusão 50 compreende um aquecimento 51, com o qual a água quente alimentada é levada à fervura ou o grupo de infusão pode ser preaquecido, e uma câmara de infusão 52 na qual é enchido pó de café 53 em porções, moído na hora. Um grupo de infusão, que pode ser empregado no contexto da invenção em questão é descrito, por exemplo, no documento de patente europeu EP 2561778 A1, ao qual, aqui é feita referência ao conteúdo completo para evitar repetições desnecessárias.

[0033] O grupo de infusão 50 é configurado, de tal modo que ele pode ser aberto, a fim de encher uma quantidade de pó de café em porções, a qual antes foi moída na hora em porções em um moinho da máquina de café totalmente automática. Além disso, no caso do grupo de infusão aberto, depois do processo de infusão a borra de café remanescente pode ser jogada fora em um recipiente de borra. Além disso, o grupo de infusão apresenta um pistão móvel (não representado), que compacta o pó de café enchido contra uma peneira de infusão que se encontra na câmara de infusão. Depois do retorno do pistão, o pó de café compactado assim pode ser atravessado pela água de infusão proveniente do aquecedor de água contínuo 10, que está sob pressão da bomba 11. O café terminado de passar é conduzido do grupo de infusão 50, através de uma linha de saída, para uma saída 55 para bebida de café. Através da válvula de via 15a a água quente pode ser conduzida diretamente para a saída 55, por exemplo, para fins de limpeza ou para a preparação de bebidas instantâneas. Além disso, a água quente também pode ser conduzida, através da válvula de via 15c, para uma saída de água quente 56 separada, que serve, por exemplo, para a preparação de chá.

[0034] O vapor produzido pelo segundo aquecedor de água contínuo 20 pode ser conduzido, através da válvula de via 25a, para uma denominada lança de vapor 57, a fim de espumar, por exemplo, o leite, além disso, o vapor pode ser conduzido, através da válvula de via 25b, também para a saída 55, a fim de aquecer ou espumar o leite alimentado através de uma linha separada (não mostrado).

[0035] As válvulas de drenagem 16 e 26 executadas como válvulas de via servem para o propósito de ligar a saída de água quente do aquecedor de água contínuo 10 ou do aquecedor de água contínuo 20 com uma denominada drenagem para águas servidas, portanto, com uma linha de águas servidas ou com um recipiente coletor de águas servidas. Isto é necessário, entre outras coisas, para fins de uma descalcificação do aquecedor de água contínuo correspondente 10, 20, a fim de desviar a solução de descalcificação conduzida através dos aquecedores de água contínuos 10, 20.

[0036] Além disso, as duas válvulas de drenagem 16, 26 também servem para o propósito de, em uma fase de aquecimento do aquecedor de água contínuo correspondente, conduzir a água que flui através da linha de águas servidas ou do recipiente coletor de águas servidas. Por conseguinte, é assegurado que a água aquecida ou o vapor de água só é conduzido em direção da saída correspondente depois de alcançar uma temperatura mínima predeterminada. Em contrapartida, a água que durante o processo de aquecimento ainda não está suficientemente quente, é desviada para águas servidas, portanto, não pode chegar a uma das saídas 55, 56, 57.

[0037] Na figura 2 é mostrado o decurso da temperatura e o estado de comutação da válvula de drenagem 16. Nesse caso, a válvula de drenagem 16 é executada como válvula solenoide aberta sem corrente. A curva da temperatura medida na saída do aquecedor de água contínuo 10 pelo sensor de temperatura 18 está designada com TP, a corrente da bobina para a válvula de drenagem 16 está designada com DV. As curvas são mostradas de modo idealizado. De fato o decurso da temperatura pode ser submetido a oscilações insignificantes correspondentes à regulagem de temperatura.

[0038] No início de uma compra de produto a bomba de água 11 é ligada, e bombeia água proveniente da alimentação 30 na direção do aquecedor de água contínuo 10. Uma vez que a válvula de drenagem 16 está sem corrente, portanto, aberta, a água flui vinda do aquecedor de água contínuo 10 através da linha 14 para o escoamento. Nesse caso, as válvulas 15a, 15b e 15c estão fechadas. A temperatura da água TP na saída do aquecedor de água contínuo corresponde à temperatura de fluxo, no presente caso, aproximadamente 24 oC.

[0039] Em um instante t1 o aquecimento do aquecedor de água contínuo 10 é ligado. A temperatura TP aumenta agora até uma temperatura teórica ajustada. Essa temperatura para a primeira compra de produto é de 80 oC. No instante t2 é alcançada a temperatura teórica. Agora a válvula de drenagem 16 é fechada (corrente de bobina ligada) e a válvula 15b é aberta, de tal modo que a água agora suficientemente quente não é mais conduzida para o escoamento, mas para a câmara de infusão 50. Tem início a preparação de uma bebida de café, que é fornecida na saída

50. A temperatura da água TP é mantida constante através da regulagem da potência de aquecimento do aquecedor de água contínuo 10 no contexto da exatidão de regulagem. Como foi dito, o decurso da temperatura está representado na figura 2 de modo idealizado, e naturalmente pode oscilar na faixa da exatidão de regulagem.

[0040] Em um instante t3 a preparação da bebida de café está terminada. A válvula 15b é fechada e a válvula de drenagem 16 é aberta. Ao mesmo tempo, o aquecimento do aquecedor de água contínuo 10 é desligado. Uma vez que a bomba 11 continua a transportar água, agora a temperatura da água abaixa lentamente com o aquecimento desligado na saída do aquecedor de água contínuo 10, uma vez que esse aquecedor resfria. Em um instante t4 a bomba de água 11 é desligada, não flui mais água, a temperatura da água restante remanescente na linha permanece aproximadamente constante ou diminui apenas lentamente.

[0041] Uma segunda compra de produto inicia no instante t5 com a ligação da bomba de água 11, bem como do aquecimento do aquecedor de água contínuo 10. A válvula de drenagem 16 ainda está fechada, de tal modo que a água vinda do aquecedor de água contínuo 10 continua a ser derivada para o escoamento. A temperatura da água TP aumenta novamente, uma vez que o aquecimento aquece o aquecedor de água contínuo. A temperatura de meta durante a segunda compra de produto tem agora 92 oC. Ao alcançar a temperatura de meta no instante t6 a válvula de drenagem 16 é fechada, e a válvula 15b é aberta para a câmara de infusão 50. Depois do fim da compra de produto, no instante t7 a válvula 15b é fechada novamente e a válvula de drenagem 16 é aberta. Além disso, o aquecimento do aquecedor de água contínuo 10 é desligado. A água agora a ser resfriada novamente é conduzida para o escoamento até que no instante t8 a bomba de água 11 é desligada. Agora o aquecedor de água contínuo é resfriado pela água que flui, a fim de reduzir a calcificação.

[0042] É essencial o fato de que durante os períodos de tempo t1-t2 e t5-t6, portanto, durante o aquecimento, como também durante os períodos de tempo t3-t4 e t7-t8, portanto, durante o resfriamento, a válvula de drenagem é aberta e, por conseguinte, nessas fases pode ser realizada uma determinação da taxa de fluxo através do aquecedor de água contínuo. Se essa taxa de fluxo medida desse modo através do tempo reduzir nitidamente, e diminuir abaixo de uma taxa de fluxo mínima, então disso pode ser concluído que o trajeto de fluxo através do aquecedor de água contínuo 10 está estreitado devido à calcificação, e por isso deve ser realizado um processo de descalcificação. No exemplo de execução esse processo é iniciado manualmente e então é realizado automatizado.

[0043] Para esse fim está previsto um sistema de descalcificação integrado 40, que é explicado a seguir. O sistema de descalcificação 40 compreende um recipiente de mistura 41, um recipiente de estoque 42 para concentrado de descalcificação líquido e uma bomba de dosagem 43. A alimentação de água potável 30 comum, que se encontra no lado de aspiração das bombas de água 11, 21, pode ser ligada através de uma válvula de comutação 44 a uma linha de aspiração 49 que chega até o fundo do recipiente de mistura 41 a fim de aspirar uma solução de meio de descalcificação do recipiente de mistura 41 com a finalidade de uma descalcificação, e para transportá-la aos aquecedores de água contínuos 10, 20. Primeiramente a solução de meio de descalcificação é misturada no recipiente de mistura 41, enquanto que através da bomba de dosagem 43 é transportada uma quantidade dosável do concentrado de descalcificação para o recipiente de mistura através da alimentação 48.

[0044] Através de uma válvula de via 45, a qual está ligada com a alimentação 13 conectada à bomba 11, com o lado da pressão, a água fresca pode ser enchida por meio da bomba de água 11 no recipiente de mistura, através da alimentação 47. Nesse caso, a quantidade de água fresca enchida pode ser determinada com auxílio do medidor de fluxo 12, de tal modo que a válvula 45 possa ser fechada depois que uma quantidade predeterminada de água foi enchida no recipiente de mistura 41.

[0045] Depois que a solução do meio de descalcificação foi misturada no recipiente de mistura 41, a alimentação 30 pode ser ligada com a linha de aspiração 49 através da válvula 44. Em seguida, a válvula de drenagem 16 é aberta e a solução de meio de descalcificação é transportada para fora do recipiente de mistura 41 através do aquecedor de água contínuo 10 por meio da bomba de água 11. Em seguida, a válvula de via 44 é então comutada de volta para a posição de operação, na qual a alimentação 30 está ligada com a conexão pública de água 32 ou com o tanque de água 33 e, por meio da bomba de água 11, o aquecedor de água contínuo 11 é lavado de novo com água fresca. Uma válvula de retenção 46 impede que a solução de meio de descalcificação, eventualmente ainda presente na alimentação 30, possa fluir de volta para o tanque de água fresca 33. Da mesma forma, o aquecedor de água contínuo 20 também pode ser descalcificado e limpo, pelo fato de que, através da bomba de água 21, a solução de meio de descalcificação é transportada para fora do recipiente de mistura 41 para a saída através do aquecedor de água contínuo 20 e através da válvula de drenagem 26.

[0046] Mesmo que, no exemplo de execução em questão, o aquecedor de água contínuo 20 sirva para a geração de vapor, no sentido da invenção em questão ele também é entendido como um gerador de água quente no sentido mais amplo. É evidente que, ao invés da válvula de via 45 do sistema de descalcificação 40 ser ligada com a bomba de água 11 através da alimentação 13, ela também pode ser ligada com a bomba de água 21 através da alimentação 23. No caso dos aquecedores de água contínuos 10, 20 que são empregados no exemplo de execução em questão, se trata de aquecedores de água contínuos compactos em forma dos denominados cartuchos de aquecimento. Esses aquecedores têm um corpo interno cilíndrico de parede fina, equipado com fios de aquecimento elétrico, cuja superfície de revestimento está equipada no lado externo com uma ranhura passando em espiral, a qual é delimitada para fora por um revestimento cilíndrico exterior e, portanto, forma um trajeto de fluxo para a água de alimentação a ser aquecida. Um cartucho de aquecimento desse tipo está descrito, por exemplo, no documento de patente universal WO 2013/189869 A1, ao qual aqui é feita referência ao conteúdo completo, a fim de evitar repetições desnecessárias. A seção transversal da ranhura se alarga para a extremidade, portanto, na direção da saída do aquecedor de água contínuo. Isto causa que uma calcificação, que é mais forte no final, não se acumule prematuramente por completo, isto é, antes de um eventual reconhecimento e eliminação de uma calcificação, e com isso, portanto, possa tornar o aquecedor de água contínuo inutilizável.

[0047] Além disso, a máquina de café totalmente automática descrita no exemplo de execução possui um controle 60 programável e uma interface de usuário 61 ligada com o controle 60, por exemplo, em forma de uma tela sensível ao toque ou de uma unidade de exibição e entrada de outro tipo. Através do controle 60 são controladas as funções das bombas de água 11, 21, de todas as válvulas de via, a ativação dos aquecedores de água contínuos 10, 20, bem como, do sistema de descalcificação 40 e de sua bomba de dosagem 43. O controle também lê os valores de medição nos medidores de fluxo 12, 22. Por conseguinte, através do controle 60 pode ser controlada, tanto a preparação de bebidas de café ou outras bebidas quentes na operação normal, como também, pode ser realizada uma descalcificação dos aquecedores de água contínuos 10, 20 por meio do sistema de descalcificação 40. Através dos dois medidores de fluxo 12, 22 o controle 60 pode determinar quanto tempo leva até que uma quantidade predeterminada de água passe através do aquecedor de água contínuo 10 ou 20 correspondente. A partir disso, o estado de descalcificação dos aquecedores de água contínuos 10, 20 pode ser estimado, de tal modo que o controle possa gerar uma mensagem através da interface gráfica de usuário 61 de que seria necessário um processo de descalcificação automático. Um usuário pode então liberar ou ativar o processo de descalcificação automático através dos meios de entrada apropriados na interface de usuário 61.

[0048] Para o reconhecimento de uma calcificação, uma função de reconhecimento é implementada no controle 60, por exemplo, em forma de uma rotina de software adequada, um módulo de programa, um serviço ou semelhante, que antes da execução de um reconhecimento testa se a válvula de drenagem 16 ou 26 está aberta, e se a bomba de água 11 ou 21 está ativada, eventualmente indicando isso, e em seguida com auxílio do medidor de fluxo 12 ou 22 determina uma taxa de fluxo através do referido aquecedor de água contínuo 10,

20. Além disso, para a taxa de fluxo, também através do medidor de pressão 17 ou 27 referido ainda pode ser determinada a pressão na entrada do aquecedor de água contínuo 10 ou 20, e com auxílio do valor da pressão medida pode ser corrigido o valor da taxa de fluxo medida. Se essa taxa de fluxo, eventualmente padronizada para uma pressão de entrada uniforme ao longo do tempo, caiu abaixo de uma taxa de fluxo mínima, portanto, durante um grande número de ciclos de aquecimento e resfriamento, então é gerada uma mensagem informando que deve ser realizado um processo de descalcificação.

[0049] Para a realização do processo de descalcificação, como já foi descrito, primeiramente uma quantidade dosada de concentrado de descalcificação é transportada do recipiente de estoque 42 para o recipiente de mistura 41 e, em seguida, o recipiente de mistura 41 é enchido com água fresca através da válvula de via 45. A solução de meio de descalcificação 41 é então passada através do referido aquecedor de água contínuo 10 ou 20, a fim de descalcificá- lo. Em seguida é lavado com água fresca. A máquina de café totalmente automática então está novamente pronta para o uso.

[0050] Como concentrado de descalcificação pode ser empregado, por exemplo, ácido cítrico, ácido málico ou ácido tartárico em forma de uma solução concentrada. O concentrado de descalcificação pode ser preenchido em embalagens descartáveis ou recarregado em um recipiente de estoque preenchível, conforme a necessidade. Nesse caso, o recipiente de estoque pode ser instalado fixo na máquina de bebidas totalmente automática, mas, de preferência, pode ser retirado para enchimento ou substituição.

No caso de um recipiente descartável, ele pode ser, por exemplo, aberto ou ligado com a bomba de dosagem, pelo fato de que ele é perfurado com uma lança de retirada ou com um mandril.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para a preparação de bebidas quentes, - com uma saída de bebida (55) para a dispensa de uma bebida quente, - com um aquecedor de água contínuo (10, 20) para o aquecimento de água durante a preparação da bebida quente, - com um medidor de fluxo (12, 22) para a determinação do volume da água que flui através do aquecedor de água contínuo (10, 20), e - com uma válvula de drenagem (16, 26), disposta na direção de fluxo atrás do aquecedor de água contínuo (10, 20), executada como válvula de via controlável, através da qual ao invés de ser conduzida na direção da saída de bebida, a água que flui pode ser conduzida através do aquecedor de água contínuo (10, 20) para uma linha de águas servidas ou para um recipiente coletor de águas servidas, caracterizado por compreender um dispositivo de controle (60), que apresenta uma função de reconhecimento de calcificação (61) para a determinação de um estado de calcificação do aquecedor de água contínuo 10, 20) com auxílio de valores de medição do medidor de fluxo (12, 22), sendo que, o dispositivo de controle (60) é executado para, durante uma determinação do estado de calcificação, comutar a válvula de drenagem (16, 26) para a sua posição de comutação, na qual a água que chega do aquecedor de água contínuo (10,

20) é conduzida diretamente para a linha de águas servidas ou para o recipiente coletor de águas servidas.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a válvula de drenagem (16, 26) servir para o propósito de, em uma fase de aquecimento do aquecedor de água contínuo (10, 20), conduzir a água que chega do aquecedor de água contínuo (10, 20) para a linha de águas servidas ou para o recipiente coletor de águas servidas, e o controle (60) ser executado para realizar a determinação do estado de calcificação durante a fase de aquecimento.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a fase de aquecimento ser executada em cada compra de uma bebida quente.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a válvula de drenagem (16, 26) servir para o propósito de, em uma fase de resfriamento do aquecedor de água contínuo (10, 20), conduzir a água que chega do aquecedor de água contínuo (10, 20) para a linha de águas servidas ou para o recipiente coletor de águas servidas, e o controle (60) ser executado para realizar a determinação do estado de calcificação durante a fase de resfriamento.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a fase de resfriamento ser executada em cada compra de uma bebida quente.

6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por, no lado de entrada do aquecedor de água contínuo (10, 20), estar disposto um medidor de pressão (17, 18).

7. Dispositivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, em particular, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o aquecedor de água contínuo (10, 20) apresentar um canal de fluxo em espiral com uma entrada e uma saída para um líquido fluindo a ser aquecido, cuja seção transversal do canal se alarga pelo menos em uma área final na direção da saída.

8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por ser equipado com um sistema de descalcificação (40) para a descalcificação automática do aquecedor de água contínuo (10, 20).

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o sistema de descalcificação (40) compreender um recipiente de mistura (41) para a mistura de uma solução de meio de descalcificação, uma câmara de recepção para um recipiente de estoque (42) para concentrado de descalcificação líquido, bem como, uma bomba de dosagem (43) para o transporte dosado de concentrado de descalcificação do recipiente de estoque (42) para o recipiente de mistura (41), no qual a partir do concentrado de descalcificação e água é misturada a solução de meio de descalcificação.

10. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por apresentar uma bomba de água (11, 21), que transporta água de uma alimentação de água potável (30) para o aquecedor de água contínuo (10, 20).

11. Máquina de bebida totalmente automática de acordo com a reivindicação 8 e 10, caracterizada por a bomba de água (11, 21) poder ser ligada de modo comutável através de uma primeira válvula de via (44) no lado de aspiração com uma linha de retirada (49) de um recipiente de mistura (41), o qual serve para a recepção de uma solução de meio de descalcificação, a fim de transportar na posição da válvula comutada da primeira válvula de via (44) a solução de meio de descalcificação do recipiente de mistura (41) para o aquecedor de água contínuo (10, 20).

12. Máquina de bebida totalmente automática de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por a bomba de água (11) poder ser ligada de modo comutável através de uma segunda válvula de via (45) no lado de pressão com uma alimentação de água (47) de um recipiente de mistura (41), o qual serve para a mistura de uma solução de meio de descalcificação de um concentrado de descalcificação líquido, a fim de transportar água na posição da válvula comutada da segunda válvula de via (45) para o recipiente de mistura (41).

13. Máquina de bebida totalmente automática de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por o dispositivo controle (60) ser programado para controlar a bomba de dosagem (43) para a realização de um processo de descalcificação automático, a fim de transportar uma quantidade predeterminada de concentrado de descalcificação do recipiente de estoque (42) para o recipiente de mistura (41), cujo dispositivo ainda está programado para comutar a segunda válvula de via (45) para ligar a bomba de água (11) no lado de aspiração com o recipiente de mistura (41), e transportar a solução de meio de descalcificação do recipiente de mistura (41) para o aquecedor de água contínuo (10, 20).

14. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o controle ser executado para, ao alcançar um valor predeterminado, em particular, para um tempo de passagem máximo ou uma taxa de passagem mínima, gerar uma mensagem de que é necessário um processo de descalcificação.

15. Processo para a determinação de um estado de calcificação em um dispositivo, para a preparação de bebidas quentes, sendo que, o dispositivo apresenta um aquecedor de água contínuo (10, 20) para o aquecimento de água para a preparação de uma bebida quente, em cujo processo por meio de um medidor de fluxo (12, 22) é medida uma taxa de fluxo de água que flui através do aquecedor de água contínuo (10, 20) e com auxílio da taxa de fluxo é determinado o estado de calcificação, caracterizado por, durante a determinação do estado de calcificação uma válvula de drenagem (16, 26), disposta na direção de fluxo atrás do aquecedor de água contínuo (10, 20), ser levada para uma posição de comutação, na qual ao invés de ser conduzida na direção de uma saída de bebida (50) do dispositivo, a água que flui através do aquecedor de água contínuo (10, 20) pode ser conduzida diretamente para uma linha de águas servidas ou para um recipiente coletor de águas servidas.