ES2300751T3 - Dispositivo para calentar liquidos, en particular leche. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para calentar líquidos (10), particularmente leche, que comprende un recipiente (12) para el líquido que va a calentarse asociado de manera operativa con medios de calentamiento, en el que dichos medios de calentamiento comprenden un elemento (18) de calentamiento que entrega potencia variable en el tiempo en función de la temperatura alcanzada por el líquido, estando adaptado dicho elemento (18) de calentamiento para reducir la potencia suministrada en el tiempo con la temperatura creciente del líquido, en el que dicho elemento (18) de calentamiento está situado de manera que caliente la parte inferior (14) de dicho recipiente (12), en el que se proporciona además un difusor térmico (20), instalado entre dicho elemento (18) de calentamiento y el recipiente (12) con el fin de distribuir el calor generado por el elemento (18) de calentamiento, y se proporciona además un sensor térmico (26), conectado de manera operativa con dicho elemento (18) de calentamiento con el fin de desconectarlo tras alcanzar una temperatura predeterminada, caracterizado porque dicho sensor térmico (26) está en contacto con dicho recipiente a través de una abertura (28) en el difusor térmico (20).
Description
Dispositivo para calentar líquidos, en
particular leche.
Un dispositivo para calentar líquidos,
particularmente leche, forma el objeto de la presente invención.
Se conocen dispositivos para calentar líquidos
que comprenden una resistencia eléctrica con resistividad más o
menos constante, generalmente colocada en la parte inferior de un
recipiente. Tales dispositivos tienen algunos inconvenientes
importantes, sobre todo cuando se usan para calentar leche u otros
líquidos similares. De hecho, se sabe que la leche tiende a
adherirse a la parte inferior y a las paredes del recipiente, y a
quemarse en caso de sobrecalentamiento. Esto implica una difícil
operación de limpieza del recipiente usado.
Además, con el sobrecalentamiento, la leche
tiende a aumentar de volumen y a salirse fuera del recipiente. El
documento DE-A-4312683 desvela un
dispositivo para calentar líquidos según el preámbulo de la
reivindicación independiente 1.
El problema fundamental de la presente invención
es el de proponer un dispositivo para calentar líquidos,
particularmente leche, que tenga características estructurales y
funcionales tales como para superar los inconvenientes mencionados
anteriormente citados con referencia a la técnica anterior.
Tal problema se resuelve mediante un dispositivo
para calentar líquidos, particularmente leche, según la
reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes se refieren a
realizaciones adicionales del dispositivo de calentamiento según la
presente invención.
Características adicionales y las ventajas del
dispositivo para calentar líquidos según la invención surgirán a
partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas
del mismo, dada como una indicación no limitativa, con referencia a
las figuras adjuntas, en las que:
Figura 1 ilustra una vista en perspectiva y en
despiece ordenado de un dispositivo de calentamiento según la
presente invención que comprende un elemento de calentamiento;
Figura 2 ilustra un gráfico de la potencia
suministrada por el elemento de calentamiento en función del tiempo
de calentamiento y en relación a la temperatura;
Figura 3 ilustra un diagrama explicativo del
porcentaje de espuma en la leche, obtenida manualmente mediante
emulsificación, en función de la temperatura alcanzada por la propia
leche;
Figura 4 ilustra un diagrama explicativo del
porcentaje de espuma en la leche, obtenida manualmente mediante
emulsificación, en función de la temperatura alcanzada por la propia
leche, después de tres minutos desde la fase de emulsión.
Con referencia a las figuras mencionadas
anteriormente, con 10 se ha indicado generalmente un dispositivo
para calentar líquidos, particularmente leche.
El dispositivo 10 de calentamiento comprende un
recipiente 12 adecuado para recibir el líquido que se va a
calentar. Según una posible realización, el recipiente 12 tiene una
conformación cilíndrica. Según una realización ventajosa, el
recipiente 12 está hecho de acero inoxidable 18/10, por ejemplo,
mediante estirado.
Con referencia a los dibujos adjuntos, con 14 se
ha indicado una parte inferior del recipiente 12, mientras que con
16 se han indicado las paredes laterales del recipiente 12.
El recipiente 12 está asociado de manera
operativa con medios de calentamiento que comprenden un elemento 18
de calentamiento adecuado para proporcionar potencia que es variable
en el tiempo y por tanto en función de la temperatura alcanzada por
el líquido. El elemento 18 de calentamiento es adecuado para reducir
la potencia entregada en el tiempo y por tanto con la temperatura
creciente del líquido.
El elemento 18 de calentamiento o elemento de
calentamiento PTC (coeficiente de temperatura positivo), es
adecuado para proporcionar potencia variable en el tiempo en función
de la temperatura alcanzada por la leche, como en el gráfico
adjunto (figura 2).
El elemento 18 de calentamiento está situado de
manera tal que caliente la parte inferior 14 del recipiente 12, por
ejemplo, desde el exterior del propio recipiente.
Se proporciona además un difusor térmico 20,
instalado entre el elemento 18 de calentamiento y el recipiente 12
con el fin de distribuir el calor generado por el elemento de
calentamiento. Particularmente, en el caso en el que el elemento 18
de calentamiento está situado en la parte inferior 14 del
recipiente, el difusor térmico 20 está instalado de manera
ventajosa entre el elemento de calentamiento y la parte inferior 14
del propio recipiente, con el fin de distribuir el calor generado
por el elemento de calentamiento sobre toda la superficie
inferior.
\global\parskip0.920000\baselineskip
Según una posible realización, el difusor
térmico 20 está hecho en la forma de una pequeña placa o disco,
colocada en contacto con la parte inferior 14 del recipiente 12.
Preferiblemente, el difusor térmico 20 está hecho de aluminio.
De manera ventajosa, se prevé que el contacto
entre el difusor térmico 20 y la parte inferior 14 del recipiente
se regule a través de una capa de pasta conductora, por ejemplo,
fabricada por Dow Corning, que pueda mejorar la conductividad
térmica. De manera análoga, el contacto entre el elemento 18 de
calentamiento y el difusor térmico 20 también puede regularse
mediante una capa de pasta conductora. De manera ventajosa, se
reduce de este modo cualquier pérdida de contacto entre la
superficie del elemento 18 de calentamiento y la superficie del
difusor térmico 20, y entre la superficie del difusor térmico 20 y
la parte inferior 14 del recipiente.
En el caso en el que se proporcionan varillas 22
de conexión que se extienden externamente desde la parte inferior
14 del recipiente 12, el difusor térmico 20 puede estar provisto de
orificios de paso 24 adaptados para recibir las varillas
mencionadas anteriormente.
El dispositivo 10 de calentamiento comprende
además un sensor térmico 26 conectado de manera operativa al
elemento 18 de calentamiento con el fin de desconectarlo tras
alcanzar una temperatura predeterminada. Particularmente, el sensor
térmico 26 está adaptado para detectar la temperatura en la parte
inferior 14 del recipiente 12.
Según la invención, el difusor térmico tiene una
abertura 28 con el fin de recibir el sensor térmico 26 y permitir
que este último haga contacto directamente con el recipiente 12.
Estos tres elementos, el elemento 18 de
calentamiento, el difusor térmico 20 y el sensor térmico 26, pueden
ser montados integrados entre sí contra la parte inferior 14 del
recipiente 12, preferiblemente sobre la superficie exterior del
mismo. En este caso, puede proporcionarse de manera ventajosa un
brazo 30 para fijar el elemento 18 de calentamiento, el difusor
térmico 20 y el sensor térmico 26 a la parte inferior 14 del
recipiente 12, por ejemplo, a través de las varillas 22 de
conexión.
Según una posible realización, el dispositivo 10
de calentamiento puede comprender de manera ventajosa un elemento
32 de cierre adecuado para alojar el elemento 18 de calentamiento.
Particularmente, el elemento 32 de cierre puede adaptarse para
montarse externamente a la parte inferior 14 del recipiente 12.
Según una posible realización, el elemento 32 de
cierre está adaptado para mantener el recipiente 12 en la posición
vertical. Por ejemplo, el elemento 32 de cierre realiza la función
de un soporte con dimensiones ligeramente superiores a las del
recipiente 12, y está adaptado para apoyarse sobre una base
eléctrica para alimentar el elemento de calentamiento.
Según una posible realización, el elemento 32 de
cierre está adaptado para alojar un conector eléctrico 34 para
alimentar el elemento de calentamiento. Particularmente, el elemento
32 de cierre puede ser adecuado para alojar el difusor térmico 20,
y el sensor térmico 26, y el elemento 18 de calentamiento y el
conector eléctrico 34 instalados de manera ventajosa entre el
propio elemento de cierre y la parte inferior 14 del recipiente
12.
El elemento 32 de cierre puede fijarse de manera
ventajosa a la parte inferior 14 del recipiente 12, por ejemplo,
usando tuercas perfiladas 36 adaptadas para apretarse a las varillas
22 de conexión.
Según una realización del dispositivo 10 de
calentamiento, este último comprende un pistón con superficies
perforadas, adaptado para instalarse en el interior del recipiente
12 con el fin de emulsionar el líquido, particularmente la leche,
con aire y crear una espuma adecuada para preparar bebidas calientes
tales como, por ejemplo, el denominado capuchino.
A continuación se describe el montaje de un
dispositivo de calentamiento según una de las posibles realizaciones
ilustradas anteriormente, por ejemplo, correspondiente a la
ilustrada en los dibujos adjuntos.
El difusor térmico 20 está instalado sobre las
varillas 22 de conexión. El sensor térmico 26 está instalado en el
interior de la abertura 28 y el elemento 18 de calentamiento está
colocado en estrecho contacto con el difusor térmico 20. El brazo
30 está instalado sobre las varillas 22 de conexión para fijar
integrados entre sí el difusor térmico 20, el sensor térmico 26 y
el elemento 18 de calentamiento, por ejemplo, usando tuercas 38 de
fijación. La pasta conductora se extiende previamente entre la parte
inferior del recipiente y el difusor térmico, y entre éste último y
el elemento de calentamiento.
Finalmente, el elemento 32 de cierre, que
mantiene dentro el conector eléctrico 34, está instalado sobre la
parte inferior 14 del recipiente 12 y está fijado en las varillas 22
de conexión usando tuercas perfiladas 36.
Con el fin de completar el dispositivo se
proporciona una base eléctrica para la alimentación, no mostrada,
adecuada para recibir el elemento 32 de cierre.
A continuación se describe el funcionamiento del
dispositivo de calentamiento descrito anteriormente.
El líquido en el interior del recipiente 12 se
calienta activando el elemento 18 de calentamiento, por ejemplo,
usando un interruptor, no mostrado, o colocando el recipiente sobre
la base de alimentación eléctrica pertinente.
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La potencia se distribuye por el elemento 18 de
calentamiento de una manera variable en el tiempo, por ejemplo,
según el gráfico adjunto (figura 2), por lo que, con el aumento de
temperatura, particularmente la temperatura de la leche, la
potencia distribuida por el elemento de calentamiento disminuye. El
elemento de calentamiento puede por tanto autorregularse por sí
mismo.
El gráfico de la figura 2 muestra mediante la
línea continua la potencia (W) distribuida por el elemento de
calentamiento y mediante la línea discontinua la temperatura (ºC)
asimilable con la temperatura alcanzada por el líquido en el
recipiente. En el eje X se indica el tiempo de calentamiento
transcurrido (segundos) desde 0 hasta 300. En el eje Y a la
izquierda se representan los valores de temperatura (ºC) desde 0
hasta 100 con referencia a la línea discontinua del gráfico. En el
eje Y a la derecha se representan los valores de potencia (W) desde
0 hasta 25 con referencia a la línea continua del gráfico.
Cuando finalmente se alcanza la temperatura
deseada del líquido, el sensor térmico 26 (o termostato) desconecta
el elemento de calentamiento.
Dicho de otro modo, el elemento 18 de
calentamiento es de un tipo tal que la potencia proporcionada por el
mismo se modula en función de la temperatura alcanzada por la leche
dentro del recipiente de manera que, coincidiendo con el
calentamiento de la leche, hay una reducción progresiva de la
energía térmica proporcionada, evitando por tanto el
sobrecalentamiento de la parte inferior que de otro modo provocaría
que la leche se quemase.
En el caso en el que el dispositivo 10 de
calentamiento prevé el uso del pistón, posterior a la fase de
calentamiento del líquido, a una temperatura definida, el pistón se
baja y se sube dentro del recipiente con el fin de emulsionar el
aire y el líquido. En el caso en el que el líquido calentado sea
leche, la acción mecánica del pistón emulsiona el aire con la leche
produciendo espuma, adecuada, por ejemplo, para añadirse al café con
el fin de obtener el denominado capuchino.
De lo anterior puede apreciarse cómo
proporcionar un dispositivo de calentamiento según la presente
invención permite el calentamiento de líquidos, particularmente
leche, evitando los inconvenientes convencionales de quemado en las
paredes del recipiente y/o que el líquido se salga del recipiente
mientras que también permite la consecución de la fase de
calentamiento dentro de un tiempo considerado razonable para uso
doméstico. Particularmente, se evita el sobrecalentamiento de la
leche en la parte inferior del recipiente, por lo que como resultado
se evita que los residuos de la leche quemada o sobrecalentada se
adhieran a la parte inferior, dificultando por tanto su
eliminación.
Los elementos de calentamiento convencionales
tales como resistencias eléctricas con resistividad más o menos
constante han demostrado ser inapropiados para esta finalidad porque
para evitar quemar el líquido, particularmente la leche, en la
parte inferior del recipiente, es necesario reducir la potencia
específica (W/cm^{2}) a niveles tales como para prolongar
excesivamente el tiempo necesario para alcanzar la temperatura
predeterminada, sobre todo cuando el recipiente se usa en su
volumen de trabajo máximo.
Además, la provisión de un elemento de
calentamiento que distribuya potencia variable en el tiempo en
función de la temperatura y que se desconecte tras alcanzar un
temperatura definida, permite la consecución de máximos resultados
en el que caso en el que se desea calentar una cantidad de leche con
el fin de crear espuma mediante acción mecánica, porque permite
alcanzar de manera rápida y precisa una temperatura definida, con
una variación limitada del valor óptimo.
De hecho, se ha observado de manera inusual que
la emulsión entre aire y leche adquiere la mejor consistencia y
persistencia si la acción mecánica llevada a cabo a través del
pistón se lleva a cabo cuando la leche está a una temperatura
óptima de 70ºC (+/- 10ºC). El gráfico adjunto en la figura 3 indica,
en función de la temperatura de la leche y el tipo de leche, el
porcentaje de espuma obtenida al final de la operación mecánica de
emulsificación de leche/aire. El gráfico adjunto en la figura 4
indica, en función de la temperatura de la leche y el tipo de
leche, la permanencia de la espuma obtenida previamente, o mejor
dicho el porcentaje de espuma presente tres minutos después de la
formación. En ambos gráficos, la línea marcada con pequeños
cuadrados indica los resultados obtenidos con leche semidesnatada,
la marcada por triángulos indica los resultados obtenidos con leche
desnatada mientras que la marcada con rombos indica los resultados
obtenidos con leche entera. Las dos líneas discontinuas indican
respectivamente la temperatura mínima y la temperatura máxima para
una fase de emulsificación óptima. Por lo tanto, el intervalo de
emulsificación óptimo está comprendido entre 60ºC y 80ºC. Los
gráficos representan la temperatura de la leche (ºC) en el eje X y
en el eje Y el porcentaje (%) de espuma, calculado según el
siguiente procedimiento.
Al final de la etapa de emulsificación, la leche
emulsionada se vierte en un cilindro graduado y se miden la altura
total H de la leche/espuma juntas y la altura h de únicamente la
espuma. La relación (h/H)*100 proporciona el valor indicado en el
eje Y del gráfico de la figura 3. La medición se repite tres minutos
después de la emulsificación y proporciona el valor indicado en el
eje Y del gráfico de la figura 4. Dicho de otro modo, la relación
(h/H)*100 proporciona el valor indicado en el eje Y de los gráficos
adjuntos (figuras 3 y 4) inmediatamente después de la
emulsificación o tras un periodo de tres minutos después de la
emulsificación, respectivamente.
El dispositivo de calentamiento permite alcanzar
la temperatura deseada con precisión de modo que el resultado
obtenido es independiente del nivel de habilidad y de la atención
del usuario. De hecho, el elemento de calentamiento de potencia
variable permite modular la potencia suministrada en el tiempo,
reduciéndola con la temperatura creciente del líquido, evitando por
tanto el sobrecalentamiento tal como se describió anteriormente.
Además, el sensor térmico permite que la leche alcance una
temperatura definida, garantizando una respuesta inmediata en la
desconexión del elemento de calentamiento. De hecho, este último, a
pesar de poder modular eficazmente la potencia suministrada en
función de la temperatura de la leche, puede responder de manera
lenta en la reducción/suspensión de la potencia suministrada en el
momento de alcanzar la temperatura de emulsificación óptima, debido
a la inercia térmica de los componentes en los que ésta montado
que, en cambio, permiten una fase de calentamiento óptima.
Dicho de otro modo, gracias a la provisión de un
elemento de calentamiento de potencia variable para calentar la
leche y a un sensor que puede interrumpir inmediatamente tal
calentamiento tras alcanzar la temperatura óptima, es posible
llevar inmediatamente la leche del recipiente a la temperatura
óptima de 70ºC, sin quemarse, e interrumpir inmediatamente el
suministro eléctrico cuando se alcanza tal temperatura para llevar a
cabo la emulsificación. De hecho, la respuesta inmediata del
dispositivo permite alcanzar y mantener con precisión la temperatura
óptima para la emulsificación.
Dicho de otro modo, según un primer aspecto, la
presencia de un elemento de calentamiento de potencia variable
permite evitar los inconvenientes mencionados anteriormente aun
manteniendo bajo el tiempo de calentamiento. Particularmente, el
uso de un difusor térmico, preferiblemente un disco de aluminio
entre el elemento de calentamiento y la parte inferior del
recipiente, contribuye a distribuir el calor sobre una superficie
amplia para mejorar su transmisión con el consiguiente aumento del
rendimiento térmico. Tal ventaja se mejora adicionalmente mediante
la presencia de pasta conductora tanto entre el elemento de
calentamiento y el difusor térmico como entre el difusor térmico y
la parte inferior del recipiente. De hecho, tal pasta conductora
permite reducir cualquier pérdida de contacto entre las diversas
superficies. Eso contribuye a optimizar el calentamiento hasta el
intervalo de temperatura óptima sin prolongar demasiado los
tiempos.
Finalmente, según un aspecto adicional, la
seguridad de no superar tal intervalo de temperatura óptima se
garantiza mediante la presencia del sensor térmico, preferiblemente
en contacto directo con la parte inferior del recipiente, que
interrumpe inmediatamente la potencia suministrada por el elemento
de calentamiento.
Además de lo anterior, puede preverse de manera
ventajosa que la desconexión del elemento de calentamiento se
indique mediante una señal, por ejemplo, acústica o luminosa, que
permita pasar a la fase de emulsión mecánica manual posterior.
Una ventaja adicional del dispositivo según la
invención reside en la inusual simplicidad estructural del mismo,
lo que permite su producción a coste muy bajo.
Resulta evidente que pueden preverse variaciones
y/o adiciones a lo descrito e ilustrado anteriormente.
Como alternativa a lo representado en las
figuras adjuntas, el elemento de calentamiento puede colocarse de
diferente manera, por ejemplo, para calentar las paredes laterales
del recipiente. Además, podría proporcionarse en el interior del
recipiente de tal manera que esté aislado de los contenidos.
El difusor térmico podría tener diferentes
formas, preferiblemente favoreciendo formas que permitan aumentar
la superficie de contacto con el recipiente. Según una posible
realización, el difusor térmico está fijado de manera solidaria al
elemento de calentamiento.
También el elemento 32 de cierre puede tener
formas o dimensiones diferentes, por ejemplo, extendiéndose a lo
largo de la pared lateral del recipiente en el caso en el que el
elemento de calentamiento esté orientado a tal área del
recipiente.
Claims (15)
1. Dispositivo para calentar líquidos (10),
particularmente leche, que comprende un recipiente (12) para el
líquido que va a calentarse asociado de manera operativa con medios
de calentamiento,
en el que dichos medios de calentamiento
comprenden un elemento (18) de calentamiento que entrega potencia
variable en el tiempo en función de la temperatura alcanzada por el
líquido,
estando adaptado dicho elemento (18) de
calentamiento para reducir la potencia suministrada en el tiempo con
la temperatura creciente del líquido,
en el que dicho elemento (18) de calentamiento
está situado de manera que caliente la parte inferior (14) de dicho
recipiente (12),
en el que
se proporciona además un difusor térmico (20),
instalado entre dicho elemento (18) de calentamiento y el recipiente
(12) con el fin de distribuir el calor generado por el elemento
(18) de calentamiento,
y se proporciona además un sensor térmico (26),
conectado de manera operativa con dicho elemento (18) de
calentamiento con el fin de desconectarlo tras alcanzar una
temperatura predeterminada, caracterizado porque dicho sensor
térmico (26) está en contacto con dicho recipiente a través de una
abertura (28) en el difusor térmico (20).
2. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 1, en el que dicho difusor térmico (20) está
instalado entre dicho elemento (18) de calentamiento y la parte
inferior (14) de dicho recipiente (12) con el fin de distribuir el
calor generado por el elemento (18) de calentamiento.
3. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 2, en el que dicho difusor térmico (20) está hecho
en la forma de una pequeña placa o disco en contacto con dicha parte
inferior (14) del recipiente (12).
4. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho difusor térmico (20)
está hecho de aluminio.
5. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho sensor térmico (26)
está adaptado para medir la temperatura de la parte inferior (14) de
dicho recipiente (12).
6. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento (18) de
calentamiento, dicho difusor térmico (20) y dicho sensor térmico
(26), están montados integrados entre sí en la parte inferior (14)
del recipiente (12).
7. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 6, en el que se proporciona un brazo (30) para la
fijación de dicho elemento (18) de calentamiento, de dicho difusor
térmico (20) y de dicho sensor térmico (26) a la parte inferior
(14) del recipiente (12).
8. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona además un
elemento (32) de cierre adaptado para alojar dicho elemento (18) de
calentamiento.
9. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 8, en el que dicho elemento (32) de cierre está
adaptado para montarse externamente a la parte inferior (14) de
dicho recipiente (12).
10. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 9, en el que dicho elemento (32) de cierre está
adaptado para soportar el recipiente (12).
11. Dispositivo de calentamiento según una de
las reivindicaciones 8 a 10, en el que dicho elemento (32) de
cierre está adaptado para alojar un conector eléctrico (34) para
alimentar dicho elemento (18) de calentamiento.
12. Dispositivo de calentamiento según una de
las reivindicaciones 6 a 7, en el que se proporciona además un
elemento (32) de cierre, adaptado para alojar dicho difusor térmico
(20), dicho sensor térmico (26), dicho elemento (18) de
calentamiento y un conector eléctrico (34) instalado entre dicho
elemento (32) de cierre y la parte inferior (14) del recipiente
(12).
13. Dispositivo de calentamiento según una de
las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona
adicionalmente un pistón, adaptado para instalarse dentro del
recipiente (12) con el fin de emulsionar el líquido, particularmente
la leche, con aire.
14. Dispositivo de calentamiento según una de
las reivindicaciones 1 a 4, en el que una capa de pasta conductora
está interpuesta entre el elemento (18) de calentamiento y el
difusor térmico (20).
15. Dispositivo de calentamiento según una de
las reivindicaciones 1 a 4, en el que una capa de pasta conductora
está interpuesta entre el difusor térmico (20) y la parte inferior
(14) del recipiente.
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| PCT/IT2004/000121 WO2005087065A1 (en) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | A device for heating liquids, in particular milk |
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| ES04720133T Expired - Lifetime ES2300751T3 (es) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | Dispositivo para calentar liquidos, en particular leche. |
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