ES2782699B2 - Procedimiento y máquina para emulsionar leche - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y máquina para emulsionar leche

ANTECEDENTES

Como es conocido la leche es un complemento indispensable para la elaboración de algunas bebidas como el café, equilibrando la experiencia y originalidad en la degustación de un capuccino o un latte macchiato por ejemplo. Existen en las máquinas de café profesionales diferentes medios para lograr emulsionar la leche, de un lado la realización de la emulsión puede efectuarse de forma manual, de esta forma se introduce una lanza de vapor convencional dentro de un recipiente preferiblemente metálico y se libera el vapor al tiempo que se realizan simultáneamente movimientos verticales, y de giro o inclinación, esto precisa de cierta pericia para lograr una emulsión de calidad a la vez que representa un tiempo considerable. Para aportar una solución técnica sin precisar la intervención de un usuario experimentado son conocidas máquinas que incorporan un recipiente de leche y medios para aspirar ésta como una bomba, o mediante el efecto Venturi empleando para ello una cámara de emulsión donde ambos fluidos, vapor y leche, se emulsionan, esta solución puede verse en la patente ES1040055U del solicitante Gaggia Española S.A. Otras soluciones se construyen como un accesorio situado al extremo de la lanza de vapor, comprendiendo una cámara de aspiración, una abertura en contacto con la leche, otra abierta en comunicación con la atmósfera y una última para la salida de la emulsión, esta innovación es registrada por el solicitante Moulinex S.A. en la patente europea con número de solicitud 0555767 o bien otras que enfundan una lanza de vapor creando un emulsionador acoplable en cuyos extremos la leche es succionada por efecto Venturi como la invención recogida en la patente con número de publicación ES 200202804 del solicitante Sitexpress S.L.

Son conocidas también innovaciones que mejoran estas cámaras de emulsión ampliando el tiempo de residencia de la leche en ellas así como optimizando la circulación y dinámica de los fluidos mediante toberas y escalonamientos como puede verse en la patente europea con número de solicitud 99969317.9 del titular Jura Elektroapparate AG.

De otro lado es conocida la necesidad de limpieza interior de la lanza de vapor y en su caso de la cámara de mezclado de la emulsión necesaria para garantizar las condiciones higiénicas del conjunto, tendiendo las propuestas técnicas a mejorar las condiciones de desmontaje de los conjuntos así como a diseñar sus geometrías evitando crear espacios de difícil acceso, difiriendo claramente de la preconizada que además incluye medios de protección al usuario frente al riesgo de quemaduras por vapor generado en la limpieza automática del equipo de emulsión.

No son conocidos por tanto procedimientos y sus correspondientes máquinas como la expuesta en la presente invención.

OBJETO

Dotar a las máquinas de café provistas de una lanza de vapor destinada a calentar y emulsionar la leche para la preparación de diferentes bebidas, de medios para mejorar la calidad de la emulsión de forma sencilla y eficiente sin precisar la pericia de un profesional experto como un barista, pudiendo variar el número y tamaño de la burbuja de la emulsión creada en función del tiempo y calidad perseguidos por el usuario. Garantizar la correcta limpieza interior de la lanza de vapor teniendo en cuenta si se ha realizado una limpieza manual y si ésta ha sido suficiente, iniciando en su caso una limpieza automática, y evitar el riesgo de quemaduras hacia el usuario en la rutina automática de limpieza mediante medidas de seguridad integradas en la máquina.

DESCRIPCIÓN

El procedimiento y máquina preconizada permite lograr de una forma automatizada una emulsión de la leche de una calidad que sólo es alcanzada por algunos profesionales y que en la dinámica normal de trabajo supone un tiempo muy valioso, de otro lado se contemplan medidas para garantizar la correcta limpieza interior de la lanza de vapor así como de seguridad para el usuario, de esta forma tal como se recoge en su primera reivindicación la emulsión se inicia tras accionar el usuario un conmutador interruptor de palanca, emulando con esto la experiencia más intuitiva de las máquinas de abertura de válvulas mecánicas, de esta forma cuando desplazamos la palanca descrita a una de sus posiciones para realizar la emulsión el procedimiento contempla una lectura de la temperatura de la leche mediante una sonda de temperatura que presenta la lanza de vapor en su extremo y en contacto con ésta, si la temperatura de la leche es mayor a un valor consignado de 12°C aparecerá en una pantalla visual táctil una indicación de que la leche debe enfriarse como recomendación; encontrándose la leche por debajo de esta temperatura, el procedimiento pondrá en marcha la emisión de vapor a través de la lanza, después de un tiempo de 2 segundos se introduce el aire procedente de una bomba regulable realizándose la mezcla vapor/aire en una cámara situada al inicio de la lanza, tras esto se mide la temperatura de la incipiente emulsión y se considera un valor previo a la temperatura final donde el procedimiento corta el suministro de aire y no así el de vapor, esto permite que la emulsión no aumente de tamaño y se homogenice. El procedimiento contempla la parada de la emisión del vapor como medida de seguridad si se actúa de nuevo sobre el conmutador interruptor de palanca a otra de sus posiciones o si se ha excedido un tiempo de actuación sobre la posición de emulsión entorno a los 240 segundos. Terminada la emulsión se inicia un contador de tiempo para realizar una limpieza automática, en este tiempo el usuario puede realizar una limpieza interior de la lanza de vapor actuando de nuevo sobre el conmutador interruptor de palanca a la posición elegida para tal fin, de esta forma se abrirá la válvula de vapor de agua hasta que se coloque la palanca en una posición neutral (no accionada), el procedimiento comprueba si el tiempo ha sido suficiente indicando si no es así mediante una alerta en la pantalla visual táctil que debe proceder de nuevo a una limpieza, de no realizarse o no superar el tiempo óptimo, el procedimiento iniciará una limpieza automática que para evitar que el vapor pueda alcanzar al usuario, solo se iniciará cuando la lanza de vapor se encuentre en posición vertical dirigida por tanto a la bandeja de derrames de la máquina de café, esta consideración se realiza mediante la interpretación de la señal de un microinterruptor de contacto situado en la parte superior de la lanza de vapor.

La máquina preconizada para poder llevar a cabo el procedimiento descrito cuenta con una lanza de vapor convencional a través de la que discurre tanto el vapor proveniente de la caldera como la inyección de aire, estos se mezclan en una cámara próxima al inicio de la lanza de vapor, el aire es suministrado por una bomba regulable, cuenta así mismo con una sonda de temperatura para la medición de la temperatura de la leche que emerge de la lanza a través de al menos una boquilla intercambiable, las boquillas intercambiables permiten ajustar la calidad de la emulsión y el tiempo necesario para realizar ésta, de tal forma se prevé una boquilla de un único canal y orificio de salida con un diámetro entre 1.1 mm y 1.4 mm y cuyo canal presenta un ángulo con respecto al eje vertical de la lanza entre 20° y 40° al objeto de que el vapor cuando salga no entre en contacto directo con la sonda de temperatura y falsee la medida; de otro lado cuando queremos realizar una emulsión de forma más rápida sin mermar demasiado la calidad se ha previsto el empleo de otra boquilla desmontable con 8 canales y orificios de idéntica orientación con diámetros entre 1.1 mm y 1.4 mm; ambas boquillas cuentan en su exterior con unas caras planas paralelas entre sí para facilitar su montaje y desmontaje mediante la cooperación de una llave fija.

La máquina para emulsionar leche dispone de al menos una unidad de control, de al menos una memoria para consignar los valores de fábrica o los introducidos por los usuarios y de una base de tiempos para fijar la referencia temporal de los eventos. Presenta una pantalla visual táctil para la entrada y salida de datos, así como un conmutador interruptor de palanca para la activación de las rutinas de emulsión y limpieza interior de la lanza de vapor iniciadas según la posición seleccionada de dicho conmutador. Dispone de medios para evitar que el vapor alcance al usuario al iniciarse una limpieza automática al conocer si la lanza de vapor se encuentra en posición vertical como un microinterruptor situado próximo a la parte superior de la lanza y cuyo contacto o no determina dicha posición, de tal forma que solo saldrá vapor en esta posición, dirigiéndose a la bandeja de derrames de la máquina de café.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

En la figura 1 se ilustra un diagrama del procedimiento de emulsión de la leche que se inicia con el accionamiento del conmutador interruptor de palanca a una de sus posiciones, en este caso indicada como posición inferior.

La figura 2 recoge el procedimiento de limpieza manual iniciado activando el conmutador interruptor de palanca a la posición superior.

La figura 3 ilustra el procedimiento de limpieza automática.

La figura 4 muestra una vista isométrica de una cafetera profesional en la que (6) representa la bandeja de recogida de derrames.

La figura 5 muestra una ampliación que ilustra el conmutador interruptor de palanca (1) en su posición neutral y en línea discontinua dos posiciones de accionamiento de éste: la posición superior e inferior. Pantalla visual táctil (2) y la lanza de vapor (3) tanto en posición vertical como desplazada (en línea discontinua) puede apreciarse en el extremo de la lanza la boquilla de salida desmontable (4), y la sonda de temperatura (5).

Las figuras 6 y 7 representan una boquilla desmontable con un único agujero de salida, en su representación isométrica puede verse una de las caras planas diseñadas para facilitar el montaje y desmontaje con una llave plana.

Las figuras 8 y 9 representan una boquilla desmontable con 8 orificios de salida.

Las figuras 10, 11 y 12 corresponden a diferentes muestras de emulsión de leche, todas ellas sobre un patrón de escala a su derecha donde las perforaciones corresponden a 200 micras, se han superpuesto gráficamente unas circunferencias para facilitar la visualización e interpretación de las muestras. Donde la figura 10 es una muestra de emulsión realizada de forma manual por un usuario no experimentado, en la figura 11 se aprecia una muestra realizada según el procedimiento y máquina descrita con una boquilla de 8 orificios de diámetro 1.2 mm, análogamente en la figura 12 se ha realizado en una muestra en la que la boquilla presenta un único orificio con un diámetro de 1.3 mm.

Las figuras 13 y 14 recogen el conteo y análisis de las anteriores muestras, comparando número y tamaño de las burbujas obtenido por cm2

MODO DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA

Se cita a modo de ejemplo una forma de realización preferida siendo independiente del objeto de la invención los materiales empleados en la fabricación de la máquina para emulsionar leche, y los métodos de aplicación y todos los detalles accesorios que puedan presentarse en su procedimiento, siempre y cuando no afecten a su esencialidad.

Se plantea una forma de realización preferente de la invención que dispone de un procedimiento para la obtención de una emulsión de leche de forma automatizada consiguiendo una óptima calidad de emulsión sin precisar por tanto la pericia de un profesional y con la ventaja de ser reproducible de nuevo cuando se precise, en idénticas condiciones. La emulsión de la leche se ilustra en el diagrama de la figura 1 y comienza con el accionamiento del conmutador eléctrico de palanca (1) figura 5 a la posición seleccionada para esta función, que aquí a modo de ejemplo podemos considerar como palanca en posición inferior, con esto se realiza una medida de la temperatura de la leche iniciando la salida del vapor a través de la lanza de vapor (3), si la temperatura es menor a un valor considerado como óptimo, que en esta realización preferida se estima como 12°C se muestra una recomendación en la pantalla visual táctil (2) para que se enfríe la leche, el procedimiento genera un retraso en la inyección del aire de alrededor de 2 segundos tras la emisión del vapor, así como mide la temperatura de la leche cortando la inyección del aire a 14°C antes a la temperatura final deseada que se sitúa próxima a los 62°C, este corte en el suministro de aire, que no del vapor, permite que se homogenice la emulsión sin que siga creciendo.

En este modo de realización se puede proceder indistintamente a los procedimientos de limpieza interna de la lanza tanto manual, ilustrados en la figura 2, como automático figura 3 el cual se describe para aportar mayor claridad: este modo se inicia tras completar la emulsión e iniciarse un contador de tiempo que contiene un valor máximo prefijado en al menos una memoria desde su último empleo o si el tiempo de la limpieza manual ha sido insuficiente con respecto de otro valor almacenado desde fábrica como seguro, iniciada la limpieza automática el procedimiento comprueba si la lanza de vapor se encuentra en posición vertical y por tanto dirigida a la bandeja de recogida de derrames (6) evitando con esto que el vapor pueda alcanzar al usuario, en caso contrario se genera una alarma mostrada en una pantalla de visualización táctil (2) indicando este evento. La limpieza automática se encuentra programada, definiendo el tiempo de salida del vapor y el tiempo de parada de éste, así como los ciclos necesarios, en esta realización se realizan tres ciclos en los que en cada uno de ellos realiza una emisión de 3 segundos de emisión de vapor y 1 segundo de espera, esta combinación consigue una adecuada limpieza interior de la lanza de vapor. Finalizada la limpieza se muestra un aviso que indica que la auto limpieza ha finalizado correctamente.

La máquina para el procedimiento de esta realización preferida dispone de una unidad de control, de al menos una memoria para almacenar los parámetros de funcionamiento de fábrica así como los modificados por los usuarios y de una base temporal para fijar los eventos. Dispone de medios de entrada y salida mediante una pantalla de visualización táctil (2), y de un conmutador interruptor de palanca (1) para iniciar la emulsión o proceder a la limpieza manual de la lanza de vapor. Presenta para la inyección del aire de una bomba peristáltica regulable, de al menos una sonda de temperatura (5) para realizar la medición de la temperatura de la leche, y de al menos dos boquillas intercambiables, figuras 6 y 8. Así mismo dispone de medios para evitar que el vapor de la lanza alcance al usuario pudiéndole provocar quemaduras cuando se realiza la limpieza automática, medios consisten en la detección de la posición de la lanza, para ello cuenta con un microinterruptor situado próximo a la parte superior de la lanza y cuyo contacto determina esta posición impidiendo su unidad y lógica de control la salida de vapor si no se cumple la circunstancia descrita.

La boquilla empleada en esta realización presenta un solo orificio de diámetro 1.3 mm, este valor le permite lograr una emulsión de elevada calidad (emulsión representada en la figura 12) a la vez que la limpieza se realiza adecuadamente sin que su tamaño tienda a obstruirse como sucede en orificios por debajo de 1.1 mm, el canal de salida de la boquilla presenta una inclinación con respecto al eje longitudinal de la lanza de 30° este ángulo permite que el vapor no incida directamente sobre la sonda de temperatura (5) falseando la lectura de ésta.

EJEMPLO DE LAS EMULSIONES LOGRADAS

Para ilustrar la efectividad lograda del procedimiento y máquina preconizados se muestran tres ejemplos de emulsión en los que puede apreciarse una comparativa del tamaño de burbuja obtenido y su distribución. Todas ellas han sido realizadas bajo las mismas condiciones de temperatura de leche y características de ésta, en concreto una leche entera estándar con un contenido en grasa de 3.6 g (saturadas 2,4 g), 4.6 g de azúcar, 0 g de sal y un contenido de proteínas de 3.1 g.

Para visualizar con mayor claridad las macrofotografías se ha colocado a la derecha de la imagen una malla calibrada con perforaciones de 200 micras, así como una superposición gráfica de círculos de los tamaños más representativos de las muestras.

Figura 10: muestra obtenida de forma manual por un usuario no experimentado

Figura 11: muestra obtenida empleando una boquilla de 8 orificios de 1.2 mm (figuras 8 y 9)

Figura 12: muestra obtenida empleando una boquilla de 1 orificio de 1.3 mm (figuras 6 y 7)

Estas claras diferencias se traducen en una cuantificación objetiva de la calidad de la emulsión lograda, sus valores se recogen en las figuras 13 y 14 cuantificándose en un área de 1 cm2 Puede apreciarse que en la emulsión realizada manualmente el mayor percentil se encuentra en los tamaños de los intervalos de 0.15 a 0.20 y de 0.2 a 0.3 micras encontrando incluso tamaños de burbuja por encima de este último rango. En cuanto a las emulsiones automáticas obtenidas puede verse en qué medida se disminuye el tamaño de burbuja, llegando en el caso de la boquilla de un solo orificio a encontrase la muestra por debajo de 0.15 micras.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para emulsionar leche a través de una lanza de vapor en máquinas de bebidas calientes que incluye las siguientes etapas:

1. Accionamiento de un interruptor que activa una unidad de control con memoria en la que se almacenan los parámetros de operación, que se controlan desde una pantalla táctil

2. Medida de la temperatura de la leche a través de una sonda situada en la lanza de vapor

3. Si la temperatura es menor de un valor prefijado, se inicia la emisión de vapor a través de la lanza; de lo contrario, el sistema indica que se debe dejar enfriar el líquido

4. Tras un tiempo prefijado, se inicia la emisión de aire a presión mediante una bomba regulable

5. El aire y el vapor fluyen a través de la lanza, atravesando una boquilla desmontable que dispone de un canal y al menos un orificio de salida cuya orientación difiere en un ángulo de al menos 30 grados con respecto al eje vertical de la lanza y que presenta un diámetro de entre 1.2 y 1.3 mm

6. Parada de la emisión de aire a una temperatura prefijada, y de la emisión de vapor cuando se alcanza una segunda temperatura prefijada

7. Finalizada la emulsión se procede a una limpieza manual interna accionada por el usuario

8. Posteriormente, el sistema avisa de la necesidad de realizar una limpieza automática tras un tiempo prefijado, y dispone de medios de seguridad que impiden la ejecución de dicha limpieza si la lanza no se encuentra en posición vertical de seguridad.

2. Máquina para la ejecución del procedimiento definido en la primera reivindicación, que incluye los siguientes elementos:

1. Una lanza de vapor con al menos una boquilla de salida desmontable que dispone al menos de un orificio de salida cuya orientación difiere en un ángulo de al menos 30 grados con respecto al eje vertical de la lanza y que presenta un diámetro de entre 1.2 y 1.3 mm

2. Una sonda de temperatura situada en la lanza de vapor

3. Una caldera convencional de emisión de vapor conectada a la lanza

4. Una bomba de aire regulable conectada también a la lanza

5. Unos medios de seguridad consistentes en un detector de posición que bloquea el inicio de un ciclo de limpieza automático si la lanza se desvía de su posición vertical

6. Un interruptor que acciona el sistema

7. Al menos una unidad de control y al menos una memoria en la que se almacenan los datos de funcionamiento, junto con una pantalla visual que muestra dichos datos y permite su manipulación.

3. Máquina según la reivindicación 2 caracterizada por que presenta la boquilla de salida desmontable (4) un único canal y orificio con una inclinación medida en la vertical con respecto a la sonda de temperatura comprendida entre 20° y 40° cuyo diámetro tiene un valor entre1.1 mm y 1.4 mm.

4. Máquina según la reivindicación 2 caracterizada por que presenta la boquilla de salida desmontable (4) al menos 6 canales y orificios con una inclinación medida en la vertical con respecto a la sonda de temperatura comprendida entre 20° y 40°, y cuyos diámetros tienen un valor entre 1.1 mm y 1.4 mm.