IT201800007032A1 - Apparecchiatura per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffe’ espresso - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“APPARECCHIATURA PER LA MISURAZIONE DEI PARAMETRI DI

FUNZIONAMENTO DELLE MACCHINE DA CAFFE’ ESPRESSO”

La presente invenzione ha per oggetto un’apparecchiatura per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffè espresso.

In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un’apparecchiatura, e relativo metodo, per monitorare i valori di temperatura e pressione dell’acqua erogata dalla macchina per la produzione di caffè espresso. Come noto, le macchine da caffè espresso vengono regolate nei loro parametri di funzionamento principali, tipicamente la temperatura e la pressione di erogazione dell’acqua che viene percolata attraverso la polvere di caffè.

Tali parametri condizionano sensibilmente la qualità del prodotto finale (caffè espresso) e per questo motivo, prima del normale esercizio, le macchine subiscono un’opportuna regolazione mediante dispositivi di misurazione atti a rilevare in fase di erogazione i citati valori di pressione e temperatura.

In questo modo, in funzione dei valori rilevati dal dispositivo di misurazione, l’operatore provvede alla messa a punto della macchina mediante una diretta correzione degli organi di funzionamento della macchina stessa che influiscono sulla pressione e sulla temperatura dell’acqua.

Tale procedimento di misurazione e contestuale regolazione manuale viene attuata per ciascuna bocca di erogazione dell’acqua presente in una macchina da caffè espresso e predisposta all’accoppiamento con un organo portafiltro.

A tale scopo, i dispositivi di misurazione di tipo noto sono costituiti da sistemi realizzati in forma di un portafiltro, a cui vengono integrati gli opportuni sensori di rilevamento dei parametri di funzionamento.

In particolare, viene previsto un manometro, in comunicazione di fluido con la camera di percolazione del portafiltro per rilevare la pressione dell’acqua in fase di erogazione.

Il manometro presenta inoltre un quadrante, disposto sulla maniglia del portafiltro per essere facilmente leggibile dall’operatore.

Viene inoltre predisposto un termometro dotato di una sonda inserita lungo il canale di passaggio dell’acqua. Il termometro è realizzato in forma di un lettore digitale per informare l’utilizzatore della temperatura rilevata. In questo modo, applicando il dispositivo di misurazione (portafiltro) sulla macchina da caffè, la stessa viene fatta funzionare per rilevare direttamente temperatura e pressione.

L’operatore provvede quindi a settare la macchina fino all’ottenimento dei valori di temperatura e pressione desiderati.

Una volta terminata la regolazione, ripetuta per ciascuna bocca di erogazione della macchina, la macchina viene posta nella condizione ottimale di funzionamento.

I dispositivi di misurazione di tipo noti sopra descritti, seppur in grado di fornire una misurazione della pressione e temperatura dell’acqua in fase di messa punto della macchina da caffè, presentano alcuni inconvenienti e sono migliorabili sotto diversi aspetti.

Un primo importante inconveniente dei sistemi di misurazione noti è dato dall’ampio margine di errore con cui vengono rilevati i valori di temperatura e pressione che influiscono sulla qualità del caffè espresso.

Si noti infatti che, specie per quanto riguarda la fase di lettura della temperatura, la sonda del sensore è posizionata lungo il condotto dell’acqua, prima della camera di percolazione e quindi a monte della zona in cui l’acqua percola all’interno della polvere di caffè.

Di conseguenza, viene rilevata la temperatura in uscita dall’ugello e non la temperatura di ottenimento della bevanda che influisce sulle caratteristiche organolettiche del prodotto finito.

A tale proposito va specificato che durante il passaggio dell’acqua dall’ugello di erogazione della macchina alla camera di percolazione si rileva un abbassamento della temperatura.

Pertanto, la lettura della temperatura dell’acqua a monte della camera risulta essere più alta rispetto al valore di temperatura reale in fase di infusione.

In questo contesto, va altresì considerato che il posizionamento della sonda all’interno della camera di contenimento della polvere di caffè risulta essere particolarmente disagevole e quindi di difficile attuazione.

Inoltre, l’eventuale contatto della sonda con le pareti in acciaio del portafiltro potrebbe falsare la corretta lettura del valore di temperatura. In aggiunta a quanto sopra, anche per il rilevamento del valore di pressione vi è un importante inconveniente derivato sempre dal posizionamento del manometro.

Infatti, il manometro posizionato in corrispondenza della camera di percolazione ed integrato con la maniglia è soggetto a vibrazioni esterne ed all’ingresso di impurità presenti nella camera stessa.

In questa situazione anche il rilevamento del valore di pressione può essere falsato da questi fattori indicando un valore non reale di pressione nella fase di estrazione del caffè.

Un ulteriore importante inconveniente dei dispositivi noti è dato dalla complessità strutturale del portafiltro che integra i sistemi di lettura dei valori dell’acqua.

Tale complessità influisce sensibilmente con le operazioni di manutenzione del dispositivo stesso, che non consente quindi di essere smontato per un’accurata pulizia interna dei canali di passaggio dell’acqua.

Va infatti rilevato che, eventuali residui di polvere di caffè possono inserirsi nel manometro e nelle sezioni di passaggio del fluido andando ad interferire con la lettura accurata dei citati parametri di funzionamento. In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un’apparecchiatura per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffè espresso, che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un’apparecchiatura che sia in grado di rilevare in maniera estremamente precisa i valori di pressione e temperatura dell’acqua.

In maggiore dettaglio, è uno scopo della presente invenzione mettere a disposizione un’apparecchiatura, ed un relativo procedimento, che sia in grado di rilevare direttamente ed in maniera costante il reale valore di temperatura e pressione dell’acqua durante la fase di estrazione del caffè. Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di proporre un’apparecchiatura semplice sia dal punto di vista strutturale che per il rispettivo utilizzo nell’ambito della messa a punto di una macchina da caffè espresso.

Infine, un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un’apparecchiatura che sia facilmente smontabile per attuare operazioni di manutenzione e pulizia volta ad eliminare qualsiasi errore di lettura dei valori di pressione e temperatura derivati proprio dalla presenza di impurità all’interno dei canali di passaggio dell’acqua.

Il compito tecnico precisato e lo scopo specificato sono sostanzialmente raggiunti da un’apparecchiatura per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffè espresso, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un’apparecchiatura per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffè espresso come illustrato negli uniti disegni in cui: - la figura 1 mostra una vista prospettica ed in esploso dell’apparecchiatura per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffè espresso secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra una vista prospettica da una prospettiva superiore dell’apparecchiatura di figura 1 in una rispettiva condizione assemblata; - la figura 3 mostra una vista prospettica da una prospettiva inferiore dell’apparecchiatura di figura 1 in una rispettiva condizione assemblata; - la figura 4 mostra una vista in sezione lungo la traccia A-A di un particolare costruttivo dell’apparecchiatura di figura 2;

- la figura 5 mostra una vista in sezione lungo la traccia B-B di un particolare costruttivo dell’apparecchiatura di figura 2.

Con riferimento alle unite figure, con il numero di riferimento 1 viene complessivamente indicata un’apparecchiatura per la misurazione dei parametri di funzionamento di una macchina da caffè espresso (non illustrata in quanto non facente parte della presente invenzione).

L’apparecchiatura 1 comprendente un corpo portafiltro 2 configurato per essere associato ad un ugello di erogazione dell’acqua di una macchina da caffè espresso.

In particolare, il corpo portafiltro 2 presenta un elemento cavo 3 avente sezione sostanzialmente circolare e dotato di una maniglia 4 di presa estendentesi trasversalmente dall’elemento cavo 3.

L’elemento cavo 3, che presenta opportune flange 3a di accoppiamento alla macchina da caffè espresso, definisce internamente una camera 5 di passaggio dell’acqua erogata dall’ugello di erogazione della macchina. All’intero dell’elemento cavo 3 si sviluppa il filtro 10 conformato a tazza per accogliere un elemento di riempimento 6 disposto nella camera 5 e presentante una cavità 7 di passaggio dell’acqua.

La cavità 7 definisce un percorso dell’acqua dall’ugello e verso un condotto di uscita 8 ottenuto all’interno di un elemento terminale 9 di uscita dell’acqua.

In maggiore dettaglio, come viene meglio illustrato in figura 1 e 3, l’elemento terminale 9 è impegnato al corpo portafiltro 2 ed in particolare all’elemento di riempimento 6 a valle della citata camera 5.

Come viene meglio illustrato nelle viste in sezione delle figure 4 e 5, l’elemento di riempimento 6 è costituito da un corpo sostanzialmente cilindrico preferibilmente realizzato in poliossimetilene e presentante una superficie superiore 11 affacciata all’ugello di erogazione della macchina ed una superficie inferiore 12 rivolta verso l’elemento terminale 9.

La superficie superiore 11 presenta un profilo concavo per definire una zona 13 di ristagnamento dell’acqua erogata in pressione dalla macchina. Inoltre, sulla superficie superiore 11 è ricavata un’apertura 14 di accesso alla cavità 7 di passaggio dell’acqua.

L’apparecchiatura 1 comprende inoltre mezzi 15 di lettura dei valori di pressione e temperatura dell’acqua di passaggio dalla camera 5 al condotto di uscita 8.

Vantaggiosamente, i mezzi 15 di lettura comprendono almeno un dispositivo di lettura della pressione 16 operativamente impegnato all’elemento terminale 9 di uscita dell’acqua, ed almeno un dispositivo di lettura della temperatura 17 operativamente impegnato in corrispondenza della cavità 7 ricavata nell’elemento di riempimento 6.

Più in particolare, il dispositivo di lettura della temperatura 17 comprende una termocoppia 18 dotata di una sonda 19 estendentesi attraverso la citata apertura 14 come viene meglio illustrato in figura 2 e 4.

Si noti in particolare che la sonda 19 è disposta nella zona 13 di ristagnamento dell’acqua al fine di poter consentire una lettura della temperatura più accurata del fluido in passaggio verso la cavità 7 ricavata nell’elemento di riempimento 6. La sonda 19 presenta preferibilmente un diametro pari a 1 mm ed una lunghezza di circa 30 mm.

Preferibilmente, la termocoppia 18 è di tipo “T”, ad isolamento minerale, in grado di misurare la temperatura entro un decimo di grado.

La termocoppia 18 presenta inoltre un elemento di sostegno 20 della sonda 19, che funge da guaina isolata, impegnabile in maniera reversibile all’interno di un foro passante 21 ricavato nell’elemento di riempimento 6. In questa situazione, il foro passante 21 si sviluppa dalla superficie inferiore 12 alla superficie superiore 11 dell’elemento 6 (figura 4).

L’elemento di sostegno 20 è in forma di un manicotto a sezione circolare per essere inserito nel foro 21 posizionando la rispettiva sonda 19 nella citata zona 13 di ristagnamento ed in prossimità dell’apertura 14.

Al fine di attuare le operazioni di pulizia e manutenzione dell’apparecchiatura, l’elemento di sostegno 20 può essere sfilato dal foro 21 e rimosso dall’elemento 6.

Il dispositivo di lettura della temperatura 17 comprende inoltre un termometro digitale 22 impegnato alla termocoppia 18 mediante opportuni connettori non descritti nel dettaglio in quanto di tipo noti.

Il termometro digitale 22 presenta un display 22a per la costante visualizzazione e mappatura dei valori di temperatura.

Inoltre, il termometro 22 provvede alla registrazione dei valori di temperatura dell’acqua rilevati in un periodo determinato, nonché al confronto tra gli stessi e con rispettivi parametri preimpostati di funzionamento della macchina. Il termometro digitale 22 è inoltre configurato per essere accoppiato ad altre tipologie di termocoppie, ad esempio di tipo “J” o “K”, rendendo lo stesso versatile ed utilizzabile per differenti necessità di misurazione.

L’elemento terminale di uscita 9 presenta conformazione sostanzialmente cilindrica ed internamente cava per definire il citato condotto di uscita 8 dell’acqua proveniente dalla camera 5. Inoltre, viene preferibilmente previsto un regolatore di portata 23 dell’acqua disposto ad una estremità dell’elemento 9 opposta al corpo portafiltro 2.

Il regolatore 23 presenta preferibilmente un foro di passaggio di diametro pari a 0,3 mm per creare una resistenza di flusso dell’acqua.

Le dimensioni del foro di passaggio, unitamente alle dimensioni della cavità 7 ricavata nell’elemento di riempimento 6, determina una condizione ottimale di portata che riproduce il normale esercizio della macchina in fase di produzione del caffè espresso.

Il dispositivo di lettura della pressione 16 comprende vantaggiosamente un manometro 24 presentante un canale di collegamento 25 associato in comunicazione di fluido con il condotto di uscita 8 del terminale 9.

Il canale di collegamento 25 si estende trasversalmente rispetto alla direzione di flusso ed è amovibilmente impegnato al terminale 9 per consentire la rimozione dello stesso ed attuare la manutenzione e la totale pulizia dei condotti di passaggio dell’acqua.

Il manometro 24 presenta inoltre un quadrante 26 di visualizzazione del valore di pressione dell’acqua nel condotto di uscita, atto a conferire una costante segnalazione di tale valore di pressione.

L’apparecchiatura 1 comprende infine mezzi 27 di filtraggio disposti nella cavità 7 di passaggio dell’acqua ricavata nell’elemento di riempimento 6.

I mezzi di filtraggio 27 comprendono un primo elemento reticolare 28 disposto nell’apertura 14 definente l’ingresso dell’acqua nella cavità 7. Il primo elemento reticolare 28, preferibilmente realizzato in acciaio inox, ha il compito di trattenere qualsiasi residuo di caffè in polvere.

I mezzi di filtraggio 27 comprendono inoltre un secondo elemento reticolare 29 disposto a valle del primo elemento 28, all’interno della cavità 7 e prossimo all’elemento terminale di uscita 9.

Tale secondo elemento reticolare 29 è preferibilmente realizzato in bronzo ed è configurato per trattenere qualsiasi impurità di dimensioni inferiori a quelle del caffè macinato che possano otturare le vie di passaggio all’acqua.

L’utilizzo dei due elementi reticolari 28, 29 disposti in serie garantisce la massima pulizia dei condotti di passaggio dell’acqua e quindi l’efficienza di utilizzo dell’apparecchiatura 1 nonché una lunga durata.

L’apparecchiatura 1 sopra descritta in senso prevalentemente strutturale, viene utilizzata secondo un procedimento anch’esso oggetto della presente invenzione.

Il procedimento per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffè espresso, comprendente le fasi di:

- associare il corpo portafiltro 2 ad un ugello di erogazione dell’acqua di una macchina da caffè espresso, in cui il corpo 2 definisce internamente la camera 5 di passaggio dell’acqua erogata dall’ugello;

- alimentare acqua in pressione attraverso la cavità 7 di passaggio verso il condotto di uscita 8;

- rilevare un valore della pressione dell’acqua nel condotto di fuoriuscita 8 durante tutta la fase di erogazione dell’acqua; e

- rilevare un valore della temperatura dell’acqua in corrispondenza della cavità di passaggio 7 ricavata nell’elemento di riempimento 6.

In particolare, la fase di rilevare il valore di temperatura viene attuato dalla termocoppia 18 in corrispondenza della zona di ristagnamento 13 dell’acqua, vale a dire proprio all’interno dell’area in cui l’acqua percola all’interno della polvere di caffè.

Vantaggiosamente, il dispositivo di lettura della temperatura 17 attua una misurazione di temperatura molto accurata ed in una posizione di reale influenza sul prodotto finito (caffè espresso).

Tale vantaggio è dato sia dalla tipologia di termocoppia di tipo “T” in grado di misurare la temperatura entro un decimo di grado, e dal posizionamento della sonda 19 all’interno della citata zona 13 di ristagno dell’acqua. Pertanto, la temperatura che viene rilevata è esattamente quella di ottenimento della bevanda che influisce sulle caratteristiche organolettiche del prodotto finito.

Si noti inoltre che il posizionamento della sonda 19 all’interno della camera 5 viene attuato in maniera semplice mediante l’inserimento della sonda 19 e del rispettivo elemento di sostegno 20 attraverso il foro 21 ricavato nell’elemento di riempimento 6. In questa posizione la sonda 19 non viene a contatto con alcuna parte del corpo portafiltro 2 per garantire una corretta lettura del valore di temperatura. Un ulteriore vantaggio della presente invenzione è determinato dal dispositivo di lettura della pressione 16 disposto lungo il condotto di uscita 8 del terminale 9. In questo caso, il manometro 24 viene preservato dalle vibrazioni normalmente presenti sulla maniglia, e dall’eventuale ingresso di impurità presenti nella camera 5 di percolazione.

Pertanto, anche il rilevamento del valore di pressione viene attuato in maniera molto precisa conferendo una misurazione reale della pressione dell’acqua in fase di estrazione del caffè. Inoltre, la presenza dei mezzi di filtraggio 27 garantisce l’assoluta pulizia all’interno dei condotti di passaggio dell’acqua, trattenendo qualsiasi eventuale impurità in forma solida che potrebbe interferire con la corretta lettura dei parametri di funzionamento della macchina. Infine, l’apparecchiatura 1 risulta essere strutturalmente molto semplice per attuare le periodiche operazioni di pulizia e manutenzione. Tale semplicità costruttiva consente di disassemblare ogni componente, come illustrato in figura 1, e di attuare la pulizia su ciascun elemento preposto al passaggio dell’acqua.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffè espresso, comprendente: - un corpo portafiltro (2) configurato per essere associato ad un ugello di erogazione dell’acqua di una macchina da caffè espresso, detto corpo (2) definendo internamente una camera (5) di passaggio dell’acqua erogata da detto ugello; - un elemento di riempimento (6) disposto in detta camera (5) e presentante una cavità (7) di passaggio dell’acqua erogata dall’ugello verso un condotto di uscita (8); - un elemento terminale (9) di uscita dell’acqua associato a detto corpo portafiltro (2) a valle di detta camera (5) e definente detto condotto di uscita (8) dell’acqua; e - mezzi (15) di lettura dei valori di pressione e temperatura dell’acqua di passaggio dalla camera (5) al condotto di uscita (8); caratterizzata dal fatto che detti mezzi (15) di lettura comprendono almeno un dispositivo di lettura della pressione (16) operativamente impegnato a detto elemento terminale (9) di uscita dell’acqua ed almeno un dispositivo di lettura della temperatura (17) operativamente impegnato in corrispondenza di detta cavità (7) ricavata nell’elemento di riempimento (6).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di lettura della temperatura (17) comprende una termocoppia (18) presentante una sonda (19) estendentesi attraverso un’apertura (14) definente l’ingresso della cavità (7) ricavata nell’elemento di riempimento (6).
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detta apertura (14) è ricavata su una superficie superiore (11) dell’elemento di riempimento (5) avente profilo concavo per definire una zona (13) di ristagnamento dell’acqua all’interno della quale si sviluppa la sonda (19).
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta termocoppia (18) è di tipo “T”.
5. 5. apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di lettura della temperatura (17) comprende un termometro digitale (22) impegnato a detta termocoppia (18) per la visualizzazione, il monitoraggio e la registrazione di valori di temperatura dell’acqua rilevati dalla sonda (19).
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta termocoppia (18) presenta un elemento di sostegno (20) della sonda (19), impegnabile in maniera reversibile all’interno di un foro passante (21) ricavato in detto elemento di riempimento (6); detto foro passante (21) sviluppantesi da una superficie inferiore (12) del corpo portafiltro (6) alla superficie superiore (11).
7. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che l’elemento di riempimento (6) comprende un corpo sostanzialmente cilindrico realizzato in poliossimetilene.
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento terminale (9) di uscita presenta conformazione sostanzialmente cilindrica ed internamente cava; detto elemento (9) presentando inoltre un regolatore di portata (23) dell’acqua disposto ad una estremità dell’elemento (9) opposta al corpo portafiltro (2), per creare una resistenza di flusso dell’acqua.
9. 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di lettura della pressione (16) comprende un manometro (24) presentante di un canale (25) di collegamento associato in comunicazione di fluido con detto condotto di uscita (8); detto manometro (24) presentando inoltre un quadrante (26) di visualizzazione del valore di pressione dell’acqua in detto condotto di uscita (8).
10. 10. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende inoltre mezzi di filtraggio (27) disposti in detta cavità (7) di passaggio dell’acqua ricavata nell’elemento di riempimento (6).
11. 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di filtraggio (27) comprendono un primo elemento reticolare (28) disposto in detta apertura (14) definente l’ingresso dell’acqua nella cavità (7); detto primo elemento reticolare (228) essendo configurato per trattenere residui di caffè macinato.
12. 12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di filtraggio (27) comprendono un secondo elemento reticolare (29) disposto in detta cavità (7) di passaggio e prossimo all’elemento terminale (9); detto secondo elemento reticolare (29) essendo configurato per trattenere qualsiasi impurità di dimensioni inferiori a quelle del caffè macinato.
13. 13. Procedimento per la misurazione dei parametri di funzionamento delle macchine da caffè espresso, comprendente le fasi di: - associare un corpo portafiltro (2) ad un ugello di erogazione dell’acqua di una macchina da caffè espresso, detto corpo (2) definendo internamente una camera (5) di passaggio dell’acqua erogata da detto ugello; - alimentare acqua in pressione attraverso una cavità (7) di passaggio dell’acqua erogata dall’ugello verso un condotto di uscita (8), detta cavità (7) essendo ricavata in un elemento di riempimento (6) disposto in detta camera (5); e - erogare l’acqua attraverso il condotto di uscita (8) ricavato in un elemento terminale (9) associato a detto corpo portafiltro (2) a valle della camera (5); caratterizzato dal fatto che comprende inoltre le fasi di: - rilevare un valore della pressione dell’acqua in detto condotto di uscita (8) durante tutta la fase di erogazione dell’acqua e; - rilevare un valore della temperatura dell’acqua in corrispondenza della cavità (7) di passaggio ricavata nell’elemento di riempimento (6).