ES2319319T3 - Aparato y metodo para la preparacion de una espuma a partir de un liquido alimenticio. - Google Patents
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Abstract
Aparato para la preparación de una espuma a partir de un líquido a base de leche, el cual aparato comprende: u- un depósito (21) para recibir el líquido que debe espumarse, en el cual líquido, está posicionado un agitador rotativo (4); - un soporte (20), asociado al depósito (21); - un sistema (5) para el accionamiento del agitador; estando el agitador (4) configurado para ser accionado y sostenido magnéticamente en el depósito (21) mediante el sistema de accionamiento del agitador (5); caracterizado porque, comprende una unidad de espumado inalámbrica (2) que es removible con respecto a la unidad de suministro de energía eléctrica (3), y en donde la unidad de espumado inalámbrica (2) comprende el sistema de accionamiento (5) para retener el agitador en el depósito mediante un efecto magnético.
Description
Aparato y método para la preparación de una
espuma a partir de un líquido alimenticio.
La presente invención se refiere a un aparato y
a un método para la preparación de una espuma a partir de un
líquido alimenticio como por ejemplo leche, y se pretende que se
utilice por ejemplo, en el campo de la preparación de bebidas tales
como capuchinos ("cafés con espuma de leche"), cafés cortados
con leche, "café latte" ("café con leche") y
"macchiato" ("café manchado"), chocolate caliente y otras
especialidades de bebidas calientes.
Las especialidades de bebidas en las cuales por
lo menos una porción está hecha de espuma se han convertido en una
moda creciente. La bebida más conocida de este tipo es un café del
tipo capuchino. Este comprende una porción líquida que consiste en
café recubierto por encima por una capa de leche espumada la cual a
causa de su densidad muy inferior, flota en la superficie del
líquido. En general, su preparación, toma tiempo, operaciones de
manipulación y limpieza.
El camino más habitual para la preparación de
una espuma a base de leche es verter la cantidad deseada de leche
en un recipiente, sumergir un tubo de salida de vapor de una máquina
de café en el recipiente, agitarlo arriba y abajo para introducir
el aire necesario para formar la espuma.
Un primer inconveniente de este método es que
supone la posesión de una máquina de café equipada con una salida de
vapor, y no todas las máquinas lo tienen.
Otro inconveniente reside en el hecho de que
generalmente no es posible preparar la espuma al mismo tiempo que
se prepara el café, a no ser que se disponga de una compleja y
costosa máquina con dos circuitos de fluido separados, uno para la
extracción del café y el otro para producir vapor.
Otro inconveniente asociado con el empleo de las
máquinas de café con una salida de vapor reside en el hecho de que
el sistema para calentar el agua en estas máquinas la mayor parte de
las veces es un bloque térmico el cual tiene que ser mantenido
constantemente conectado con el fin de producir el vapor sin tener
que esperar. Estas máquinas consumen por lo tanto grandes
cantidades de energía, lo cual hace que no sean económicas de
emplear. Debe notarse que los tubos de vapor pronto se llenan de
incrustaciones cuando el agua empleada es agua dura y esto supone
un regular mantenimiento con el fin de mantenerlos en buenas
condiciones.
Otra desventaja con este tipo de máquina reside
en el hecho de que la calidad de la espuma depende de la habilidad
del usuario, lo cual significa que estas máquinas no permiten que la
espuma obtenida tenga propiedades reproducibles y una calidad
uniforme.
Otras desventajas residen en el hecho de que los
conductos en contacto con la leche son difíciles y no muy prácticos
de limpiar.
Existen también aparatos mecánicos para agitar,
que están destinados habitualmente para usos domésticos para batir
espumas a partir de productos alimenticios más o menos viscosos como
por ejemplo, huevos, hielo, zumos o similares. El problema con
estos aparatos es de distintas naturalezas, lo cual significa que
están mal adaptados para producir espumas a partir de un líquido a
base de leche para producir una bebida. Una desventaja, por
ejemplo, reside en el hecho de que estos aparatos agitan un líquido
o una pasta en estado frío, limitando potencialmente su empleo.
Además, la leche no produce espuma tan convincentemente cuando está
fría o a temperatura ambiente.
Otra desventaja reside en el hecho de que estos
aparatos están mal adaptados para la obtención de espuma de
líquidos microbiológicamente sensibles como es la leche. Es
necesario prever la limpieza regular del depósito del aparato con
el fin de eliminar cualquier residuo alimenticio sólido. Además, al
calentar la leche, ésta tiene una tendencia a aumentar la extensión
a la cual se cuecen o tuestan las proteínas que se depositan encima
y se adhieren a las superficies. Los aparatos existentes no están,
en su mayor parte, bien equipados para reducir la incrustación de
este residuo sólido, que hace que la limpieza sea molesta.
Estos aparatos tienen también un mecanismo de
agitación y control el cual es fijo y está introducido en el
interior del depósito, y esto presenta varios inconvenientes: el
tiempo de separación/realimentación es demasiado grande, tienen una
tendencia a ensuciarse más rápidamente, suponen un coste adicional
como resultado de la multiplicidad de componentes, y los medios de
agitación son difíciles de limpiar.
Otra desventaja con estos aparatos reside en el
hecho de que la producción de espuma en estos aparatos no es óptimo
por razones asociadas con la disposición de los medios de agitación.
Algunos aparatos tiene unos medios de agitación colocados en el
centro del depósito. Esta disposición no es eficaz para convertir
rápidamente un volumen de líquido a base de leche en una espuma
abundante.
Otros aparatos tienen varios agitadores. Estos
dispositivos son generalmente mecánicos con los mecanismos
necesarios para coordinar la rotación de los agitadores, y esto hace
que el sistema sea propenso a las intrusiones, y por lo tanto menos
higiénico, aumenta el número de piezas y hace que la limpieza sea
una operación más laboriosa.
La patente US 6 318 247 se refiere a un aparato
para la preparación de bebidas o alimentos con agitación, tal como
un chocolate caliente por ejemplo. El aparato comprende un sistema
para regular un agitador del tipo de efecto magnético. Sin embargo
tiene varias desventajas. En primer lugar dicho aparato, el líquido
o espuma se agitan coaxialmente con respecto al eje central del
depósito, y esto ocasiona una circulación en la cual algunas capas
de líquido o espuma, particularmente las capas periféricas, no se
agitan tan extensamente como otras, particularmente las capas
cercanas al centro, debido al efecto centrífugo producido por el
agitador. Dicha circulación no es por lo tanto adecuada para la
producción de una espuma de suficiente calidad o para reducir el
tiempo necesario para producir esta espuma. Además, la estructura
del aparato no es higiénica para el tratamiento de un líquido a
base de leche, y la limpieza no se afectúa más fácilmente con una
construcción de este tipo.
Otros dispositivos para la agitación de
productos comestibles, que tienen más o menos las mismas
desventajas, se describen en los documentos de las patentes WO
2004/043213 1A ó DE 196 24 648 A1.
Otros sistemas de agitación del tipo de
acoplamiento magnético están descritos en los documentos US 2 932
493, DE 1 131 372, US 4 537 332 y US 6 712 497 pero ninguno de ellos
proporciona soluciones adecuadas para la producción de una espuma
de calidad en un corto tiempo e higiénicamente.
El modelo de utilidad DE 89 15 094 se refiere a
un bote para la dispensación de una bebida a base de leche. El bote
comprende unos medios de refrigeración y unos medios de convección
forzada en forma de un rotor magnético. Dicho dispositivo no es
adecuado para convertir el líquido en una espuma sino que
simplemente mantiene la uniformidad del líquido a la temperatura de
refrigeración para su conservación.
La patente US 3 356 349 se refiere a un
dispositivo de agitación que comprende un depósito con calefacción,
medios de accionamiento magnético colocados debajo del depósito para
el accionamiento de un cubo colocado en el centro del depósito. El
cubo está asociado con un elemento de agitación el cual está
desplazado con respecto al cubo, lo cual ocasiona que el elemento
tenga un movimiento oscilatorio. Dicho principio de agitación puede
crear una pérdida de acoplamiento magnético a causa del alto momento
de inercia generada por la posición desplazada de los medios de
agitación con respecto al eje de rotación de los medios de
accionamiento. Este problema aumenta al aumentar la velocidad.
Dicho dispositivo de agitación puede por lo tanto trabajar para
agitar ciertos líquidos u otras substancias a baja velocidad pero
puede que no sea adecuado para convertir el líquido en una espuma a
una velocidad lo suficientemente alta. Incidentalmente, el documento
no menciona la conversión de un líquido en una espuma empleando
este dispositivo.
Es por lo tanto un objetivo principal de esta
invención, el disminuir las desventajas de la técnica anterior,
proponiendo un aparato más adecuado para la producción de espumas a
partir de un líquido alimenticio a base de leche, particularmente
para producir una bebida.
Un objeto de la invención es por lo tanto el
proporcionar un aparato que sea de diseño más higiénico, pueda
limpiarse fácilmente, y sea fácil de emplear.
Otro objeto de la invención es el de
proporcionar un aparato que produce una espuma con propiedades y
cualidades reproducibles, en el tiempo de preparación más corto
posible.
Otro objeto de la invención es el de simplificar
el método de preparación, limitando el tiempo de intervención del
usuario.
Otro objeto de la invención es el de
proporcionar un aparato que sea económico de empleo.
Para terminar, la invención se refiere a un
aparato para la preparación de una espuma, a partir de un líquido a
base de leche, de acuerdo con la reivindicación 1.
En una versión, el elemento de posicionamiento,
es un saliente formado en la superficie del depósito, y tiene por
lo menos una forma más o menos complementaria del agitador. El
agitador puede de esta forma acoplarse a dicho saliente o rebaje.
Puede proporcionarse suficiente espacio libre para permitir que el
agitador sea accionado rotativamente sin excesiva fricción. En una
alternativa, pueden proporcionarse superficies construidas con
materiales con bajos coeficientes de fricción.
De esta forma, el agitador se coloca en su
lugar, simplemente mediante un simple acoplamiento de formas sin
requerir ninguna herramienta especial. El agitador puede estar libre
o conectado mediante unos medios de conexión, de preferencia del
tipo de acoplamiento rápido.
El saliente o rebaje, y el fondo del depósito
juntamente, forman una sola pieza. De esta forma, no hay ninguna
necesidad de recurrir a elementos de sellado, reduciendo de esta
forma la complejidad y haciendo que el aparato sea más higiénico.
El fondo del depósito se entiende que significa la superficie
completa de la parte del fondo del depósito, y más o menos forma el
ancho completo del depósito en esta parte.
El saliente está dispuesto, por ejemplo, en la
pared real del depósito, como una indentación hacia el interior del
depósito, produciendo por lo tanto un rebaje en la cara externa de
esta pared. El rebaje así formado sobre la cara externa del
depósito puede por lo tanto servir para alojar la parte del
accionamiento magnético de los medios de accionamiento de forma que
el agitador se mantiene en su lugar elevado y a una cierta distancia
del fondo del depósito, aumentando así el efecto de agitación si se
compara con una posición de agitación adyacente en el fondo del
depósito. De preferencia, el agitador es un elemento anular que
encaja alrededor de un saliente del depósito.
En una posible variante, los medios de
posicionamiento pueden ser un rebaje en la superficie interna del
depósito, en el cual el agitador está parcialmente colocado.
En una operación, los medios de posicionamiento
sirven de esta forma para posicionar tanto a lo largo del eje
horizontal como a lo largo del eje vertical en el depósito. Sirven
también para guiar el agitador y evitan que éste último abandone
accidentalmente el campo magnético durante la operación de
agitación.
El agitador puede adoptar varias
configuraciones. En una de éstas, el agitador tiene una forma anular
con una ranura central que ajusta con el saliente, actuando como un
medio de posicionamiento, proyectándose dicho relieve desde el
fondo del depósito, y tiene por lo menos una parte magnéticamente
activada, posicionada cerca de la periferia de dicha ranura
central. Una configuración como la mencionada es efectiva, debido a
que permite que el agitador se ajuste fácilmente en el interior del
depósito. Además, permite que el agitador se mantenga a una cierta
distancia del fondo del depósito lo cual estimula la producción de
una buena espuma.
En una versión, los medios de accionamiento
comprenden una parte de accionamiento magnético que se acopla con
la cara externa del depósito y con el interior de dicho saliente. La
parte de accionamiento magnético colabora de esta forma, con por lo
menos dicha parte magnéticamente activada del agitador. La parte del
accionamiento magnético está así construida para girar mediante un
eje asociado con un motor eléctrico. La colaboración magnética
entre el miembro de accionamiento y el agitador es por lo tanto
íntima, reduciendo los riesgos de una separación o de un
accionamiento defectuoso, incluso a una alta velocidad.
En una configuración del agitador, este último
tiene una parte periférica que lleva los elementos de agitación.
Los elementos de agitación pueden consistir de
esta forma en uno o varios de los elementos siguientes: espiras de
alambre en forma toroidal, hélices, palas, rejas o agujas. Ciertos
elementos pueden ser más efectivos que otros, de acuerdo con la
naturaleza del líquido, por ejemplo.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el
depósito tiene, en la parte reservada para contener el líquido, una
superficie que no tiene ninguna línea de junta o convección entre
dos partes y tampoco ninguna línea que delimite un orificio.
Específicamente, un líquido como la leche tiende muy rápidamente a
ensuciar cualquier región hueca por deposición de sólidos. Este
fenómeno se acentúa si el líquido se calienta y entonces el líquido
tiende a formar una capa algo cocida o quemada que es por lo tanto
difícil de eliminar limpiando. Evitando estas áreas que estimulan
que se acumulen sólidos, los riesgos higiénicos se reducen y la
limpieza se hace más fácil. Así, de preferencia, el depósito
comprende una superficie para recibir el líquido formada por una
sola pieza. El depósito puede así estar formado de varios elementos
soldados entre sí, pero los cuales forman en definitiva una parte
de una sola pieza.
Para estimular la formación de la espuma
mientras que al mismo tiempo se reduce el tiempo de agitación, se
dispone de unos medios de calentamiento para calentar el líquido en
la cámara durante la agitación. Estos medios de calentamiento son
de preferencia, unos medios para calentar directamente el depósito.
En una versión, existen unos elementos de resistencia eléctrica,
eléctricamente aislados, en contacto con por lo menos el fondo del
depósito. Los elementos pueden escogerse a partir de:
- por lo menos un circuito de calentamiento del
tipo "película gruesa", en contacto con una superficie externa
del depósito, o
- elementos de resistencia calefactoras del tipo
resistor blindado, en contacto con la superficie del depósito.
Otros elementos de calefacción pueden ser:
- medios de calefacción por inducción o
infrarrojos, o
- una combinación de estos medios con elementos
de resistencia calefactoras.
En una versión preferida, los medios de
calefacción comprenden un circuito de calentamiento de la clase
"película gruesa", aislado eléctricamente, impreso
directamente sobre la superficie externa del fondo del depósito.
Dicha configuración hace posible aumentar la densidad de potencia
contra la superficie del depósito y por lo tanto reduce el tiempo
necesario para producir la espuma debido a que el líquido alcanza
más rápidamente la temperatura óptima para la formación de espuma,
todo lo cual se logra al mismo tiempo que se evita la pegajosidad
de residuos debido a una mejor distribución de la potencia. Con el
fin de proporcionar un dispositivo que sea práctico de emplear y
que no requiera ninguna particular habilidad o vigilancia del
usuario, los medios de control se regulan para cortar
automáticamente la energía eléctrica a los medios de calentamiento y
al motor eléctrico, de acuerdo con el esquema preajustado. Más
particularmente, los medios de control comprenden un sensor de
temperatura asociado a los medios de calentamiento, en donde los
medios de control se configuran para cortar el suministro eléctrico
a los medios de calentamiento a una temperatura regulada,
determinada de forma que el líquido se calienta por debajo de su
punto de ebullición y durante un tiempo predeterminado. El esquema
preajustado almacenado en los medios de control se determina en
función de la naturaleza del líquido (por ejemplo, leche) y el
volumen del líquido que puede almacenarse en el depósito; es decir,
el volumen del depósito y el empleo de una eventual marca de
llenado en el depósito para indicar al usuario el nivel de llenado
de líquido, con el fin de obtener un volumen de espuma de óptima
calidad de acuerdo con el presente
esquema.
esquema.
El aparato de acuerdo con la invención,
comprende un montaje de conexión eléctrica inalámbrica que permite
que el cuerpo central y el depósito, por un lado, y un soporte base
por otro lado, estén conectados al suministro de energía eléctrica
que puede ser conectado con la red eléctrica. Así, el cuerpo central
y el depósito formando parte de una unidad de producción de espuma,
pueden ser movidos, para la operación de llenado, de servicio, y de
limpieza. Para efectuar esto, el conjunto de conexión sin cable,
comprende un primer conector fijado al fondo del cuerpo central y
un segundo conector fijado al soporte base de suministro de energía,
estando los dos conectores conectados juntos eléctricamente con el
fin de accionar los medios eléctricos del cuerpo central, mientras
dicho cuerpo central está colocado sobre el soporte base.
De esta forma, una ventaja de dicho aparato,
está asociada con la movilidad de la unidad de espumado, la cual se
obtiene por la combinación de un mecanismo magnético, y de una
suministro de energía sin cable. Esta combinación de medios hace
que la operación de dispensación de la espuma sea más fácil cuando
por ejemplo la espuma se vierte en una taza para preparar un
capuchino. En este caso, el agitador queda retenido también en el
depósito por un efecto magnético y no debe caer fuera, y no es
necesario sacarlo del depósito mientras se sirve la espuma. Los
elementos magnéticos están también configurados (dimensiones,
posición, tamaño, etc.) de forma que el agitador se mantiene en el
depósito, sin correr el riesgo de caer fuera cuando el depósito se
inclina, con su abertura lo más abajo posible, para verter la
espuma.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva del
aparato de acuerdo con la invención;
La figura 2 muestra una vista en sección por el
corte A-A del aparato de la figura 1;
La figura 3 muestra una vista en perspectiva en
sección por el corte A-A del aparato de la figura
1;
La figura 4 muestra una vista en perspectiva y
en sección por el corte A-A, de parte del aparato,
particularmente del depósito y del cuerpo central, vaciados del
contenido;
la figura 5 muestra el agitador del aparato;
la figura 6 muestra el agitador seccionado;
la figura 7 muestra los medios directos de
calefacción asociados al fondo del depósito del aparato;
la figura 8 muestra una vista desde arriba de
una forma de variante del depósito con su agitador;
la figura 9 muestra una vista desde arriba de
una variante del depósito con salientes para dificultar la
circulación del fluido;
La figura 10 muestra una vista en sección
transversal por un corte B-B de una variante del
depósito de la figura 9.
Se describe un aparato para la preparación de
una espuma de leche, con referencia a la figura 1. Un aparato de
este tipo se emplea para producir una espuma a partir de un líquido
alimenticio que tiene la propiedad de emulsionarse bajo el efecto
combinado de una agitación mecánica y el calor, por ejemplo un
producto lácteo tal como la leche fresca, leche pasteurizada o
leche UHT, leche desnatada, leche semidesnatada, o leche entera,
leche reconstituida a partir de polvo y agua o a partir de una leche
concentrada y agua, o alternativamente, una mezcla de leche con
algún otro ingrediente como por ejemplo, café.
El aparato 1 de acuerdo con la invención,
comprende una unidad espumante 2, sin cable, y una unidad de base
eléctrica 3 a la cual la unidad espumante 2 está eléctricamente
conectada simplemente colocándola encima de la última. La unidad
base eléctrica 3 se conecta con la corriente eléctrica a partir de
la red principal mediante el cable 30. La unidad espumante sin
cable 2 está provista, en el lateral, de un mango 28 de forma que
pueda ser cogido fácilmente como para levantarlo hacia arriba,
vaciar su contenido después del espumado o limpiándolo después de
haber vaciado su contenido. La unidad comprende un cuerpo central 20
sobre el cual está montado el mango 28, estando dicho cuerpo
central cerrado mediante una tapa 22 de quita y pon. Esta última
protege el interior, por ejemplo, contra el polvo del exterior, y
protege el exterior del interior, particularmente evitando que
cualquier líquido o espuma salpique hacia el exterior cuando la
unidad se activa durante la operación de agitación.
El aparato se describirá a continuación con
mayor detalle con referencia a las figuras 2 y 3. La unidad de
espumado 2 comprende el cuerpo central 20 en el cual está montado el
depósito 21. El depósito 21 recibe el líquido que ha de calentarse
y espumarse. Es necesario que pueda sellarse y que sea de una
capacidad adecuada al volumen de espuma que se va a producir. En
general, un aparato como el que nos ocupa, está diseñado para
producir una espuma de leche con un volumen que oscila de 50 a 100
cm^{3}, capaz para servir espuma de leche a una o tres bebidas
del tipo capuchino. Sin embargo puede diseñarse un depósito de mayor
capacidad, de acuerdo con las necesidades. Por supuesto, el aparato
de la invención puede también emplearse para producir un líquido
caliente cuando la operación de agitación se elimina, o los medios
para efectuar esta operación están desactivados.
En el interior del depósito (INT), está colocado
un agitador 4. Los medios 5 para el accionamiento del agitador 4
están, por su parte, colocados en el exterior (EXT) del depósito, de
preferencia en el espacio entre el depósito y el interior del
cuerpo central 20. El agitador 4 y los medios de accionamiento 5
están colocados en relación uno con otro de tal manera que se crea
una agitación forzada de líquido dentro del depósito sin el empleo
de un medio intrusivo que atraviese el depósito. Para lograr esto,
el agitador y su medio de accionamiento son del tipo magnético, lo
cual significa que el medio de accionamiento 5 produce un campo
magnético rotativo que acciona el agitador, estando dicho agitador
provisto de un medio sometido a la acción del campo magnético. El
medio magnético está colocado desplazado con respecto al eje central
"I" del depósito, de forma que el agitador está construido de
manera que gira y el líquido o espuma circula de una forma que no es
coaxial con el eje central medio del depósito. De hecho, a través
de esta configuración, el líquido y a continuación la espuma,
tienden a circular más o menos produciendo un cono asimétrico más o
menos centrado sobre el centro del agitador. Esto hace posible que
se evite la formación de capas de velocidad constante que permanecen
circulando en el mismo radio y por lo tanto no se mezclan unas con
otras. Las capas por el contrario, se mezclan unas con otras, sobre
el mismo radio, debido a que las capas están circulando a diferentes
velocidades; en particular para un radio dado, las capas circulan a
velocidades mayores en el lado donde el agitador está lo más alejado
posible del borde del depósito, y circula a velocidades más lentas
en el lado donde el agitador está lo más cerca posible del borde.
Esto estimula que todo el líquido o la espuma circule por el
interior del depósito, evita el estancamiento de las capas de
líquido o espuma, y reduce las áreas en donde tiene lugar poca o
ninguna agitación.
Para garantizar la rotación controlada del
agitador en el depósito, sin el riesgo de que este último se mueva
y por lo tanto evitando la pérdida de control del campo magnético,
está previsto un medio 6 para el posicionamiento del agitador en el
fondo 210 del depósito. Dicho medio de posicionamiento se posiciona
de esta forma, excéntricamente en el depósito pero en relación con
la posición del campo magnético de forma que permita que el agitador
esté propulsado rotacionalmente. En el caso ilustrado, el medio de
posicionamiento 6 es un saliente formado en la pared del depósito y
alrededor del cual el agitador 4 está guiado en rotación sin una
excesiva fricción. El medio de posicionamiento puede tener otras
configuraciones y podría, por ejemplo, ser un rebaje, dentro del
cual se insertaría entonces parte del agitador.
Una ventaja de un medio de propulsión no
intrusivo es que es posible construir un depósito en el cual la
parte que recibe el líquido, y por lo menos su fondo, no comprende
ninguna línea de junta o conexión discontinua o unos orificios que
delimitan una línea o similares, capaces de crear áreas que
presentan un problema potencial de higiene y/o áreas que son
difíciles de limpiar o enjuagar. Así, la superficie del depósito que
recibe el líquido, está formada de preferencia como una parte de
una sola pieza. Dentro del concepto de la invención, las soldaduras
que forman una costura continúa entre dos elementos, por ejemplo, no
se considera que son líneas de junta o conexiones discontinuas. Por
el contrario, una junta que emplea tornillos, remaches o encajes,
se considera que es una junta o una conexión discontinua,
responsable de la creación de problemas higiénicos. En particular,
los problemas de limpieza pueden surgir si los residuos de alimentos
sólidos pueden incrustarse y depositarse en los intersticios de la
junta. El depósito 21, que consta de sus superficies en relieve 211
y su fondo 210, forma por lo tanto una superficie para el contacto
con el líquido que es sustancialmente suave, sin ninguna área que
estimule la fijación de la materia alimenticia sólida tal como la
proteína o similares. Dicho depósito puede estar construido de un
metal que sea buen conductor del calor tal como el acero inoxidable,
cobre o aluminio, y puede ser por ejemplo moldeado formando una
sola pieza. En la construcción ilustrada en la figura 4, el
depósito 21 está en contacto con los bordes 200 del cuerpo central
20 por sus bordes superiores 230 mediante un medio de conexión
apropiado como por ejemplo con una soldadura, una soldadura con
latón, con uniones o con grapas. El depósito puede estar montado
también en forma removible con respecto al cuerpo central de forma
que pueda ser sacado fácilmente para la limpieza en una lavadora de
platos. La tapa 22 está ajustada al depósito con un ajuste
hermético mediante un borde de acoplamiento 220 y una junta de un
elastómero o plástico deformable 221. Son posibles otros medios
para cerrar la tapa 22 como por ejemplo una sujeción atornillada o
un grapado elástico.
Para el accionamiento del agitador, se dispone
del medio de accionamiento 5 el cual produce un campo magnético que
pasa a través del medio de posicionamiento 6 que forma un saliente
sobre el interior (INT) del depósito. Para lograr esto, el medio de
accionamiento 5 tiene una parte 50 de accionamiento magnético
alojada en la parte que forma un rebaje o indentación 61 cuando se
mira desde el exterior (EXT) del depósito. Esta parte de
accionamiento magnético comprende así uno o varios elementos 500
construidos de material ferromagnético. La parte de accionamiento
magnético 50 está accionada directamente en rotación mediante un
huso de accionamiento 51, conectado dicho huso a un motor eléctrico
52 alineado verticalmente con el medio de posicionamiento 6. Con el
fin de obtener resultados ventajosos en términos de producción de
espuma, la velocidad de rotación del agitador se controla de forma
que alcance por lo menos 1500 revoluciones/minuto. De preferencia,
la velocidad es por lo menos de 1650 revoluciones/minuto, y todavía
con más preferencia, entre 1800 y 2500 rpm.
Como muestran las figuras números 5 y 6, el
agitador 4 de acuerdo con una versión de la invención, tiene una
forma totalmente anular, que permite que se ajuste libremente
alrededor del medio de posicionamiento en forma de saliente. El
saliente tiene de preferencia la forma de un cilindro. El agitador 4
está así equipado con una ranura central 40 de una forma
complementaria y de un diámetro interior D ligeramente superior al
diámetro exterior D_{o}, de la superficie externa del saliente
60. Los diámetros están así determinados en relación uno con otro,
de manera que permiten la rotación sin una fricción excesiva o por
lo menos con un mínimo de fricción, mientras al mismo tiempo
aseguran una conexión magnética efectiva con el medio de
accionamiento. El agitador comprende por lo menos una porción
magnéticamente sometida, la cual posee elementos fabricados de un
material ferromagnético como por ejemplo un par de imanes 41, 42,
los cuales están alojados en un soporte de plástico 43, que puede
ser moldeado por inyección, alrededor de los imanes o montado en
varias partes 430, 431, mediante engrapado, adherido, o cualquier
otro medio. El agitador posee una parte externa o periférica 44 la
cual comprende propiamente los verdaderos elementos de agitación. En
la versión descrita, estos elementos están formados por una serie
de espiras 45 de alambre formando un círculo. Para evitar que se
deformen, las espiras 45 se mantienen en su lugar mediante un
elemento de refuerzo anular interno 46. Cuando este elemento se
mueve en rotación produce una rápida emulsión del líquido,
particularmente de la leche, especialmente cuando al mismo tiempo se
obtienen las temperaturas de espumado.
Sin embargo, otras configuraciones equivalentes
de los elementos de agitación pueden sustituir la que se ha
descrito. Estas pueden ser por ejemplo, hélices, palas, rejas,
agujas u otras.
Así, cuando el motor se conecta eléctricamente,
su eje mueve en rotación la parte de accionamiento magnético 50 y
esto crea un campo magnético local rotativo que colabora con los
imanes 41, 42 lo cual tiene como resultado que el agitador gira
alrededor del saliente. La velocidad de rotación del agitador se
puede así regular a la velocidad de rotación del eje del motor.
De acuerdo con un aspecto de la invención,
existen unos medios de calefacción dispuestos para calentar el
depósito durante la agitación. El calentamiento facilita la
producción de la espuma y reduce considerablemente el tiempo de
agitación. La espuma se sirve también preferentemente caliente, en
particular, cuando se utiliza para bebidas calientes como los
capuchinos. Para lograr esto, en una versión de la invención, están
dispuestos unos medios para calentar directamente el depósito. Los
medios para calentar directamente, deben entenderse como medios de
calentamiento tipo resistencias o equivalentes, eléctricamente
aisladas pero asociadas térmicamente directamente con la superficie
del depósito.
En una versión de la invención, los medios de
calentamiento directo comprenden un circuito de calefacción del
tipo "thick film" ("película gruesa"), impreso
directamente sobre la superficie externa del depósito, de
preferencia sobre la superficie externa del fondo del depósito. La
ventaja con esta tecnología es que la misma proporciona una buena
distribución de la potencia transmitida al depósito (es decir, por
lo tanto, una densidad mayor en watios por centímetro cuadrado). En
consecuencia se evita que el líquido produzca manchas sobre la
superficie del depósito mientras que al mismo tiempo asegura una
excelente transmisión del calor al líquido.
La figura 7 ilustra un ejemplo de un tipo de
circuito impreso de calefacción de este tipo. En una posible
versión, el circuito se extiende solo por encima del fondo del
depósito (por ejemplo como en la versión de la figura 7). En otra
posible versión, el circuito se extiende por encima del fondo y las
paredes laterales del depósito. En otra posible versión, existen
varios circuitos, por lo menos uno de ellos, está en el fondo y por
lo menos uno sobre los laterales del depósito.
El circuito 7 como se ha descrito, comprende por
lo tanto una capa aislante 70 asociada con la superficie externa de
la superficie calentada del depósito y una pista impresa de
calefacción por resistencia 71, la cual, cuando funciona mira hacia
abajo. La pista 71 está dispuesto de tal forma que produce una
potencia total de aproximadamente 250 a 1200 watios, de preferencia
400 watios, aplicados a la superficie de calefacción. Su principal
densidad de potencia eléctrica con respecto a la superficie
calentada o circuito 7, está así entre 5 y 30 watios por cm^{2},
de preferencia entre 15 y 25 watios por cm^{2}. La pista 71 cubre
de preferencia por lo menos el 40% de la superficie calentada, y
con más preferencia todavía cubre más del 50% de la misma, de
manera que produce una adecuada distribución de la potencia total
por encima de la superficie calentada, evitando de esta forma que
la leche produzca manchas y se vuelvan de color pardo en la
superficie interna del depósito. La principal densidad se calcula
empleando la fórmula: densidad principal = potencia eléctrica
total/área de superficie total (7).
Los contactos eléctricos 72, 73, 74 están
colocados en los extremos de las pistas para proporcionar la
conexiones eléctricas para el circuito. De acuerdo con un aspecto
de la invención, los contactos eléctricos son tres el número,
asociados con tres extremos; así, hay un contacto 72 asociado con el
neutro, un contacto 73 asociado con la conexión, y finalmente un
tercer contacto 74 conectado con el motor eléctrico de bajo voltaje,
para la potencia de este último cabotaje requerido (por ejemplo:
8,2 voltios en el ejemplo en cuestión). Dicha configuración hace
posible proporcionar con un transformador, la operación del motor y
por lo tanto permite reducir el coste y la complejidad del sistema.
En una posible versión, el circuito impreso de calefacción
comprende una placa intermedia metálica de soporte, que separa la
capa aislante del fondo del depósito. En este caso, la placa de
soporte es tan delgada como sea posible, de preferencia con un
grueso de 1 mm o inferior. Puede ser necesaria una placa de soporte
separada del fondo en una versión en la cual el depósito está
montado de quita y pon con respecto al cuerpo central. Sin embargo,
en una versión en la cual el depósito está montado de forma
permanente, el circuito está de preferencia impreso directamente
sobre el depósito.
Otras tecnologías pueden reemplazar un circuito
de calefacción del tipo "thick film", por ejemplo, resistores
blindados. Sin embargo, esta tecnología es menos preferida debido a
que la transmisión de potencia no se efectúa sobre un área de
superficie tan grande (sino que se efectúa generalmente sobre una
generatriz simple), y requiere una operación adicional de soldadura
del transistor directamente contra la superficie del depósito. En
consecuencia con el fin de transmitir la misma potencia, el
transistor tiene que sobrecalentarse y de esta forma crea áreas en
donde la leche tiende localmente a pegarse sobre la superficie del
depósito. Otros medios de calefacción comprende en la calefacción
por inducción o la calefacción por infrarrojos. Estos medios pueden
ser combinados o empleados en lugar de los medios por
resistencia.
En una versión de la invención, existe un sensor
de temperatura para medir la temperatura del depósito. El sensor
puede estar fijado en él contacto aislado 75 del "thick film"
del circuito 7, de preferencia cerca del centro del fondo del
depósito. El sensor puede ser del tipo NTC conectado a un
controlador electrónico 8. El sensor puede ser también un simple
sensor del tipo banda bimetálica, el cual es menos preciso y menos
repetible pero no necesita un control electrónico asociado. Los
contactores de los medios de calefacción están ellos mismos
eléctricamente conectados al controlador 8 mediante palas, alambres,
y/o otros medios. Cuando la temperatura alcanza un determinado
punto de temperatura preajustada, el controlador interrumpe el
suministro eléctrico al circuito para el medio de calefacción. El
punto de ajuste de la temperatura se determina de forma que el
líquido se calienta por debajo de su punto de ebullición, de
preferencia en un margen de temperatura que es óptimo para el
espumado del líquido. En el caso de la leche, por ejemplo, la
temperatura del líquido se lleva a una temperatura entre 60 y 80ºC,
en menos de 40 segundos, de preferencia entre 65 y 75ºC en
aproximadamente 30 segundos. Por supuesto, la dinámica de aumento
de temperatura depende en parte de factores tales como el volumen
que hay que calentar, y la temperatura inicial del
líquido.
líquido.
El cuerpo central comprende un pulsador
"on" (encendido) 80, que el usuario puede accionar. Cuando se
oprime este botón o se activa por cualquier otro medio, conecta
conjuntamente el suministro de energía eléctrica a los medios de
calefacción y el suministro de potencia eléctrica al motor eléctrico
para hacer girar el agitador. De esta forma, el líquido se calienta
directamente a la vez que se agita. Un temporizador, se asocia a los
medios de control para que automáticamente se desconecte el motor
eléctrico. El período de funcionamiento del motor eléctrico está
programado en el medio de control como una función del líquido que
se ha de batir y de su volumen. Para la leche, el período de
funcionamiento se fija dentro de un periodo de margen desde
aproximadamente 30 a 60 segundos. De preferencia, el depósito
comprende una marca de llenado que indica visualmente al usuario la
cantidad de líquido que hay que llenar en el depósito. La marca de
llenado corresponde a un nivel predeterminado de líquido que hay
que espumar y al período de funcionamiento programado adecuado para
proporcionar el batido óptimo. Por ejemplo, un volumen de
aproximadamente 50 ml de leche puede así convertirse en una espuma
estable de a 75ºC en menos de 30
segundos.
segundos.
La unidad de espumado inalámbrica 2 y la unidad
de base eléctrica 3 están conectadas mediante un conjunto 9 de
conectores generales conocidos como conectores "inalámbricos".
Un primer conector se conecta a la parte inferior central del
cuerpo 20. El primer conector está eléctricamente conectado a los
elementos eléctricos y elementos de control de la unidad de
espumado, particularmente el controlador, el motor eléctrico, y los
medios de calefacción. Un segundo colector de forma complementaria
está asociado con la unidad de base eléctrica, la cual puede ser
conectada a la red eléctrica mediante el cable eléctrico.
El primer conector 90 comprende terminales
eléctricas, típicamente uno neutro, uno a la red y uno a tierra,
dispuestos concéntricamente, los cuales pueden colaborar con
enchufes eléctricos del segundo conector 91. El primer y segundo
conectores están configurados en lo que respecta sus formas, para
colaborar en un acoplamiento entre sí, simplemente dejando la
unidad de espumado verticalmente (o más o menos verticalmente) sobre
la unidad de base eléctrica, de forma que los terminales eléctricos
(red, neutro, tierra) del primer conector 90, conectan en contacto
con el respectivo enchufe eléctrico (vivo, neutro, tierra) del
segundo conector 91. Un ejemplo de un conjunto de conectores de
este tipo que es conocido per se, está descrito en detalle en
la patente US 5.971.810. La ventaja de este sistema es que en la
aplicación de la invención, permite que la unidad de espumado pueda
desconectarse fácilmente de forma que la espuma pueda servirse y el
depósito pueda limpiarse. Permite también que puede diseñarse un
depósito equipado con unos medios de calefacción directamente
asociados con los medios de calefacción, para una mejor eficacia en
la calefacción y por lo tanto un tiempo de preparación de la espuma
más corto. Pueden emplearse otros posibles tipos conocidos de
conector inalámbrico como medios equivalentes sin apartarse del
ámbito de la invención.
La figura 8 describe una versión en la cual el
depósito no es cilíndrico con respecto al eje vertical I. En este
ejemplo, el depósito 21 tiene una forma alargada con dos primeras
caras convexas 215, 216 y dos segundas caras 217, 218 formando un
ángulo de 90º respecto a las primeras caras, las cuales son
cóncavas. El agitador 4 y los medios de posicionamiento 6 estarán
entonces posicionados en el centro del depósito como se ilustra, o
alternativamente pueden estar desplazados del centro. La forma del
depósito es tal que produce una circulación perturbada del líquido
y la espuma, estimulando así la rápida creación de la espuma y
reduciendo cualquier posible volumen residual de
líquido.
líquido.
Las figuras 9 y 10 ilustran otra versión de la
invención, en la cual, el depósito 21 tiene unas paredes y/o unos
obstáculos que se extienden como salientes desplazados respecto del
eje vertical central I. En particular, en el ejemplo que se
ilustra, están presentes una pluralidad de salientes 212 para
perturbar la circulación del fluido en el fondo y de manera similar
213 en los laterales del depósito. Estas paredes están colocadas
más o menos radialmente y a lo largo de algunas partes del depósito.
De preferencia están desplazadas para estimular que el fluido del
depósito fluya siguiendo un camino sinuoso. No hay que decir que
numerosos diferentes y equivalentes montajes se encuentran dentro
de la competencia de una persona especializada en la técnica sin
que por ello se aparte del ámbito de la invención, el cual está
definido por los reivindicaciones anexas.
Claims (15)
1. Aparato para la preparación de una espuma a
partir de un líquido a base de leche, el cual aparato comprende:
- un depósito (21) para recibir el líquido que
debe espumarse, en el cual líquido, está posicionado un agitador
rotativo (4);
- un soporte (20), asociado al depósito
(21);
- un sistema (5) para el accionamiento del
agitador; estando el agitador (4) configurado para ser accionado y
sostenido magnéticamente en el depósito (21) mediante el sistema de
accionamiento del agitador (5);
caracterizado porque, comprende una
unidad de espumado inalámbrica (2) que es removible con respecto a
la unidad de suministro de energía eléctrica (3), y en donde la
unidad de espumado inalámbrica (2) comprende el sistema de
accionamiento (5) para retener el agitador en el depósito mediante
un efecto magnético.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque, están dispuestos unos medios (6) para
el posicionamiento del agitador (4), en el fondo (210) del
depósito.
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2,
caracterizado porque, el medio de posicionamiento (6) es un
saliente (60) ó un rebaje formado en la superficie interna del
depósito (21) y tiene por lo menos una forma que más o menos
complementa la del agitador (4) de manera que aloja a este último en
su movimiento de rotación.
4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3,
caracterizado porque, el resalte (60) ó el rebaje y el fondo
del depósito (21) forman juntamente una pared de una sola pieza.
5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3 ó
4, caracterizado porque,
el agitador (4) tiene una forma anular, con una
ranura central (40) configurado para encajar con el resalte (60),
proyectándose dicho resalte (60) desde el fondo del depósito (21)
hacia el interior del mismo (INT), teniendo dicho agitador (4) por
lo menos una porción dominada magnéticamente, posicionada cerca de
la periferia de dicha ranura central (40).
6. Aparato de acuerdo con la reivindicaciones 3,
4 o 5, caracterizado porque, el medio de accionamiento (5)
comprende una parte de accionamiento magnético (50) que ajusta sobre
la cara externa (EXT) del depósito y en el interior del resalte
(60) con el fin de colaborar con por lo menos dicha parte dominada
magnéticamente del agitador (4), cuya parte de accionamiento
magnético (50) está construida para girar mediante un eje (51)
asociado con un motor eléctrico (52).
7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque, el agitador tiene una parte periférica
(44), que posee los elementos de agitación (45).
8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque, los elementos de agitación consisten
en en uno o varios de los siguientes elementos: espiras de alambre
conformado toroidalmente (45), hélices, palas, rejas o agujas.
9. Aparato de acuerdo con uno de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque,
el depósito (21 tiene una superficie para
recibir el líquido construida por lo menos con un fondo (210) y
bordes doblados hacia arriba (211), formados como una sola
pieza.
10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9,
caracterizado porque, dicha superficie de recepción (210,
211) no tiene ninguna junta o línea de conexión discontínua ni tiene
ninguna línea que delimite un orificio cualquiera.
11. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, comprende
unos medios de calefacción (7), que comprenden unos elementos de
resistencias de calefacción eléctricamente aislados(71), en
contacto con por lo menos el fondo (210) del depósito (21).
12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11,
caracterizado porque, los medios de calefacción (7),
consisten por lo menos en un circuito de calefacción del tipo
"thick film" ("película gruesa"), en contacto con la
superficie externa del depósito (21).
13. Aparato de acuerdo con la reivindicación 12,
caracterizado porque, los medios de calefacción consisten
en:
- elementos a base de resistencias de
calefacción (71) del tipo resistor blindado en contacto con la
pared, o
- unos medios de calefacción por inducción o
infrarrojos,
- o una combinación de estos medios.
14. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque, el conjunto de conexiones inalámbricas
comprende un primer conector (90), fijado al fondo del cuerpo
central (20), y un segundo conector (91) fijado al soporte base de
suministro de energía (3), estando conectados los dos conectores
(90, 91) eléctricamente juntos con el fin de suministrar energía a
los medios eléctricos del cuerpo central, mientras el cuerpo central
está apoyado sobre el soporte base (3).
15. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, comprende
unos medios de control (8), que comprenden un sensor de temperatura
asociado a los medios de calefacción (7), en donde los medios de
control (8) están configurados para interrumpir el suministro de
electricidad a los medios de calefacción (7) en un punto
preajustado de la temperatura, el cual se determina de forma que el
líquido se caliente por debajo de su punto de ebullición y durante
el tiempo que se ha predeterminado.
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