IT201900007959A1 - Apparato e metodo per la macinazione ed il dosaggio di caffè - Google Patents

Description

APPARATO E METODO PER LA MACINAZIONE ED IL DOSAGGIO DI

CAFFÈ

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione concerne un apparato ed un metodo per la macinazione ed il dosaggio di caffè, o altra sostanza, che viene ridotta in polvere per macinazione a partire da chicchi o grani.

Più in particolare, la presente invenzione propone un apparato di macinazione che comprende un dispositivo per il dosaggio, in peso, della polvere di caffè macinato che viene convogliata dal macinatore al portafiltro che viene poi impiegato sulla macchina del caffè, nonché il metodo attuato da detto apparato, che mira a ridurre gli errori di dosaggio che affliggono i gli apparati ed i metodi noti dallo stato dell’arte.

STATO DELL’ARTE

Nel mondo del caffè, in particolare del caffè espresso, vi è la necessità di avere in tazza una miscela di caffè estratta in maniera corretta, e l’ottimizzazione di tale miscela passa anche dal corretto dosaggio della polvere di caffè, ottenuta per macinazione dei chicchi, con cui viene riempito il portafiltro.

Oltre ai parametri legati alla macchina erogatrice di caffè, quali ad esempio temperatura dell’acqua, pressioni e portate d’erogazione, che variano e devono essere ottimizzate in funzione della differente qualità della miscela di caffè, due delle fondamentali variabili che possono influenzare grandemente il risultato finale, in termini di qualità del caffè, che infine si ottiene in tazza, sono la quantità e la granulometria della polvere o macinatura di caffè con cui si riempie il portafiltro.

Tale polvere macinata viene ottenuta tramite un processo di frantumazione del chicco di caffè, che ha subito precedentemente un processo di torrefazione, attraverso un gruppo di macinatura comprendente solitamente due macine dentate contrapposte o compenetranti, configurate per ridurre tali chicchi in polvere più o meno fine.

Tale polvere viene quindi riversata nel contenitore (detto portafiltro) dal quale il caffè verrà poi infuso, utilizzando un apposito gruppo d’infusione posto o in una macchina idonea (macchina per caffè espresso) oppure nella medesima macchina che contiene anche il macinatore stesso (detta macchina semiautomatica o automatica), e successivamente percolato in tazza.

I gruppi di macinatura di tipo noto hanno in genere la possibilità di regolare la distanza tra le macine dentate in modo da avvicinarle/allontanarle reciprocamente per regolare la dimensione media dei granuli di polvere, che risulterà pertanto più o meno fine. La granulometria della polvere influisce molto sull’erogazione in tazza, così come influisce sull’erogazione, e quindi sulla qualità del caffè, la quantità di polvere che viene riversata nel portafiltro.

Nel settore è dunque molto sentita l’esigenza di controllare la quantità di caffè che viene macinata.

Un sistema per controllare la quantità di caffè che viene macinata è il cosiddetto “grind by time”, il quale prevede che il macinatore venga tarato manualmente, impostando un tempo di funzionamento delle macine così da macinare una quantità di caffè desiderata idonea a riempire il portafiltro che si vuole utilizzare in quel momento. Infatti, la quantità di caffè che l’operatore decide di macinare (versandola direttamente nell’apposito portafiltro) dipende dal numero di tazze che devono essere erogate. Ogni singola erogazione, composta da una o due tazze, può richiedere l’infusione di una quantità di polvere di caffè variabile tra i 7 e gli 8 grammi per la tazza singola, e tra i 14 e i 16 grammi per due tazze, con casi particolari in cui si può arrivare anche a 21 grammi.

È dunque assolutamente fondamentale avere nel portafiltro una quantità di polvere nota e costante: se il macinatore viene tarato su, ad esempio, 7 grammi (per la dose singola), è importante che non vengano macinati e non confluiscano nel portafiltro meno di 7 grammi, né tantomeno più di 7 grammi; quantità come 7,5 grammi e peggiorativamente 8 grammi o più, non sono (in linea di principio) accettabili. Per questa ragione il macinatore viene “tarato” per produrre dosi costanti di macinato.

Il controllo del tempo di macinazione nei macinatori cosiddetti “grind by time” prevede che il controllo della quantità della polvere macinata venga fatta sul tempo di azionamento del macinatore: si misura cioè quanto macinato il macinatore produce in un dato lasso di tempo e si calcola quindi con una proporzione quanto tempo il macinatore deve funzionare per poter produrre il peso desiderato.

Questo metodo basato sul tempo è però soggetto a pesanti errori di misura, causati sia dalla struttura elettro/meccanica del macinatore che dalla struttura chimico/fisica del prodotto caffè. A puro titolo esemplificativo si espongono qui alcune delle ragioni che rendono i sistemi di controllo “grind

by time” non affidabili e precisi:

● si è osservata una certa variabilità del risultato in quanto non sempre le macine riescono a polverizzare una quantità di caffè costante nel

tempo;

● non è detto che il motore elettrico nel momento in cui viene acceso o quando viene spento si comporti sempre allo stesso modo (a volte può partire con un certo ritardo oppure fermarsi con una certa inerzia non sempre prevedibile in quanto le macine sono frenate dai chicchi

in macinazione;

● non sempre tutto il caffè macinato ricade subito nel portafiltro; capita che una parte del macinato si blocchi in qualche zona del macinatore o del condotto che porta la polvere al portafiltro, causando nella dose in esecuzione un peso molto inferiore rispetto a quello impostato, e

un peso molto superiore a quello impostato nella dose successiva; ● il macinatore può macinare quantità diverse di caffè nello stesso intervallo di tempo se i chicchi di caffè hanno grandezza differente, quindi se il macinatore viene tarato con chicchi piccoli sarà

necessario ritararlo qualora la dimensione dei chicchi aumenti;

● l’umidità contenuta nei chicchi di caffè modifica la quantità di

macinato prodotta in un dato intervallo di tempo;

● non ultimo, rispetto al momento in cui il caffè viene torrefatto (che quindi si può definire un prodotto “fresco”), la quantità di caffè macinato prodotta in un dato intervallo di tempo dal macinatore cambia a seconda di quanto tempo trascorre tra il momento della torrefazione ed il momento della macinatura.

Al fine di superare tutti questi limiti che affliggono i sistemi di dosaggio “grind by time”, è noto nel settore un sistema alternativo per il controllo della quantità di polvere macinata cosiddetto “grind by weight” in quanto basato sulla misura del peso del macinato.

Al fine di misurare il peso della quantità di polvere ottenuta per macinazione, è noto nello stato dell’arte inserire nei macinatori un sistema di pesatura del prodotto macinato, solidale al portafiltro o separato dal portafiltro.

Come sistema di pesatura è noto utilizzare una cella di carico in genere può essere collegata direttamente al portafiltro (metodo della pesatura diretta del portafiltro) oppure collegata al corpo del macinatore (metodo della pesatura per sottrazione).

Tali soluzioni note non solo a loro volta prive di inconvenienti.

Infatti, alcune soluzioni “grind by weight” prevedono un complesso sistema di retroazione d’errore che implementa un algoritmo che ricalcola dinamicamente la cosiddetta “quota volo”. La “quota volo” è quella quantità di miscela macinata che staziona nello scivolo/imbuto che guida il caffè macinato verso il portafiltro e che al momento dello stop del motore del macinatore ricade comunque all’interno del portafiltro modificando la quantità in peso del prodotto macinato.

Per poter controllare questo peso aggiuntivo che è a tutti gli effetti sconosciuto in quanto conseguente al processo di macinazione il quale è a sua volta influenzato dai fattori sopra elencati con riferimento ai sistemi “grind by time”, è necessario eseguire una previsione basata sulla precedente pesatura, e fermare il motore prima che la cella di carico misuri il peso desiderato, sperando che poi la “quota volo”, ovverosia la massa di macinato aggiuntiva in arrivo dallo scivolo/imbuto, non superi la previsione effettuata arrestando prima il macinatore.

Si tratta dunque di una taratura empirica, effettuata sulla base del valore della “quota volo” rilevato dopo ogni macinatura; taratura che quindi viene continuamente ricalcolata ad ogni successiva macinazione, in dipendenza dal variare della “quota volo”, che la bilancia rileverà.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Alla luce di quanto sopra, compito della presente invenzione è quello di risolvere gli inconvenienti che affliggono gli apparati ed i metodi di macinazione e dosaggio di caffè o di altra sostanza a partire da grani di tipo noto dallo stato dell’arte.

All’interno di tale compito, è scopo della presente invenzione quello di fornire un apparato nonché un metodo per la macinazione ed il dosaggio di caffè o altra sostanza in grani che consenta di ovviare alla necessità di ricorrere a celle di carico in grado di sopportare pesi importanti, e quindi molto costose e dalla scarsa precisione.

Un ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel fornire un apparato nonché un metodo per la macinazione ed il dosaggio di caffè o simile sostanza che renda la cella di carico indipendente dal peso del portafiltro, così da migliorare l’accuratezza della misura.

Non ultimo, è scopo della presente invenzione è quello di fornire un apparato per la macinazione ed il dosaggio di caffè o simile sostanza che minimizzi il più possibile la “quota volo” al fine migliorare la precisione della misura.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un apparato per la macinazione ed il dosaggio di caffè o altra sostanza a partire da grani secondo l’acclusa rivendicazione 1.

Inoltre, tale compito e tali scopi sono raggiunti da un metodo per la macinazione ed il dosaggio di polvere di caffè, o altra sostanza, macinata a partire da grani secondo l’acclusa rivendicazione 10.

Altre caratteristiche dell’apparato e del metodo secondo la presente invenzione sono previste nelle rivendicazioni dipendenti, che formano anch’esse parte integrante della presente descrizione.

ELENCO DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, dell’apparato per la macinazione ed il dosaggio di caffè o altra sostanza a partire da grani secondo la presente invenzione, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:

la figura 1 mostra una vista laterale in sezione con un piano verticale di un apparato di macinazione e dosaggio secondo l’invenzione in accordo ad una forma di realizzazione preferita;

la figura 2 mostra un dettaglio della vista in sezione di figura 1;

la figura 3 mostra una vista prospettica schematica di un particolare dell’apparato di macinazione e dosaggio secondo la presente invenzione; la figura 4 mostra una vista prospettica schematica dall’alto di un particolare dell’apparato di macinazione e dosaggio secondo la presente invenzione; le figure 5A e 5B mostrano un particolare in vista laterale in sezione con un piano verticale del dosatore secondo la presente invenzione rispettivamente in una prima configurazione in cui il coperchio del contenitore a bicchierino si sta aprendo ed in una seconda configurazione in cui il coperchio del contenitore a bicchierino è aperto, mosso dai mezzi di apertura;

la figura 6 mostra in uno schema a blocchi i collegamenti di segnale tra i componenti dell’apparato ed il sistema di controllo dell’apparato stesso secondo l’invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Con particolare riferimento alle allegate figure verrà ora illustrata a titolo esemplificativo e non limitativo una forma di realizzazione preferita dell’apparato 1 per la macinazione ed il dosaggio di caffè o altra sostanza a partire da grani secondo la presente invenzione il quale comprende almeno una tramoggia 10 collegata superiormente ad un corpo macchina 30 e configurata per far convogliare il caffè, o simile sostanza da macinare, in chicchi o grani verso un gruppo di macinatura 20, alloggiato all’interno di detto corpo macchina inferiormente a detta tramoggia 10.

Tra detta tramoggia 10 e detto gruppo di macinatura 20 è dunque definita una zona di passaggio che consente il convogliamento dei chicchi da macinare verso il gruppo di macinatura 20.

Il gruppo di macinatura 20 comprenderà vantaggiosamente un motore elettrico 21 per l’azionamento delle macine 20a, 20b che possono essere tra loro contrapposte o compenetrate.

L’apparato secondo la presente invenzione 1 comprende ulteriormente, vantaggiosamente connesso a detto corpo macchina 30, un vaso di raccolta 40 atto a raccogliere la polvere macinata ed espulsa dal gruppo di macinatura 10.

Detto vaso di raccolta 40 è collegato al corpo macchina 30 attraverso un condotto di carico 31 di detto vaso di raccolta 40.

Vantaggiosamente tale condotto di carico 31 ha una lunghezza molto ridotta, al fine di limitare al massimo la cosiddetta “quota volo”, ovverosia la quantità di polvere macinata che si deposita sulle pareti del condotto di carico 31 stesso.

Secondo l’invenzione detto vaso di raccolta 40 comprende al proprio interno un contenitore a bicchierino 41 chiuso inferiormente da una parete di fondo apribile 42.

Detto contenitore a bicchierino 41 è vantaggiosamente connesso a sbalzo a detto vaso di raccolta 40, e mezzi 43 atti a misurare il peso del contenitore a bicchierino 41 stesso sono posti tra detto vaso di raccolta 40 e detto contenitore a bicchierino 41, così che quest’ultimo risulti associato a sbalzo alla parete interna di detto vaso di raccolta 40 per mezzo di detti mezzi 43 per la rilevazione del peso del contenitore a bicchierino 41.

Vantaggiosamente il condotto di carico 31 che collega il vaso di raccolta 40 al corpo macchina 30 è configurato per convogliare la polvere macinata direttamente entro detto contenitore a bicchierino 41.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’apparato 1 secondo la presente invenzione, i mezzi di rilevazione del peso atti a misurare il peso del contenitore a bicchierino 41 posto all’interno del vaso di raccolta 40 comprendono almeno una cella di carico 43.

Vantaggiosamente detto contenitore a bicchierino 41 è fissato a sbalzo ad una estremità di detta cella di carico 43 tramite appositi sostegni di fissaggio. Più nel dettaglio, con riferimento ad esempio alla figura 2, detta cella di carico 43 è fissata, dal lato non in grado di rilevare il peso, al sostegno di fissaggio 43a solidale a detta parete interna, vantaggiosamente dotata di una staffa di supporto 40a, di detto vaso di raccolta 40; all’estremità opposta rispetto al fissaggio 43a, dal lato della cella di carico 43 che è in grado di rilevare il peso, attraverso un secondo 43b sostegno di fissaggio è fissato alla cella di carico 43 stessa il contenitore a bicchierino 41, il quale risulta quindi assicurato a sbalzo a detto vaso di raccolta 40 per mezzo di detta cella di carico 43.

Più nel dettaglio detta cella di carico 43, che collega detto contenitore a bicchierino 41 a detto vaso di raccolta 40, preferibilmente alla parete interna di detto vaso di raccolta 40 del macinato, poggia, vantaggiosamente almeno dal lato vaso di raccolta 40, su mezzi di sostegno a cuscinetto 44, che possono ad esempio essere costituiti da un elemento elastico ammortizzante, ad esempio realizzato in materiale plastico o gommoso o simile idoneo materiale. Detti mezzi a cuscinetto 44 sono vantaggiosamente previsti almeno in corrispondenza di detto primo 43a sostegno di fissaggio. Tali mezzi di sostegno a cuscinetto 44 risultano dunque interposti almeno tra detto vaso di raccolta 40 e detta cella di carico 43 così da far sì che le vibrazioni generate dal gruppo di macinatura 20 non si trasmettano alla cella di carico 43, la cui misura non risulta dunque negativamente influenzata dalle vibrazioni dell’apparato.

Secondo la forma di realizzazione preferita della presente invenzione mostrata a titolo esemplificativo nelle allegate figure e qui descritta, il vaso di raccolta 40 è configurato “ad imbuto”, così da restringersi dal basso verso l’alto per convogliare la polvere macinata entro un portafiltro per macchine da caffè, il quale potrà essere collegabile a detto vaso di raccolta 40 in corrispondenza dell’apertura inferiore dello stesso, oppure potrà essere tenuto in mano dall’operatore e posizionato in corrispondenza dell’apertura inferiore di detto vaso di raccolta 40.

In entrambi i casi, per quanto sin qui descritto, si comprende chiaramente come la lettura del peso del contenitore a bicchierino 41 non è influenzata dalla presenza del portafiltro, in quanto la cella di carico 43 è posizionata in modo da rilevare esclusivamente il peso del solo contenitore a bicchierino stesso 41, comprensivo ovviamente della sua parete di fondo apribile 42 e della miscela caffè in polvere da pesare. I mezzi di apertura 45 di detta parete di fondo 42 sono vantaggiosamente fissati direttamente al vaso di raccolta 40 ad esempio tramite un apposito supporto indipendente ricavato nel vaso di raccolta 40 stesso. Infatti, vantaggiosamente detti mezzi di apertura 45 non saranno collegati a detto contenitore a bicchierino 41, così da non gravare sulla cella di carico 43. Tali mezzi di apertura 45 possono essere fissati al vaso di raccolta 40 attraverso l’utilizzo di semplici viti o sistemi di incollaggio appositi. Durante la misurazione del peso del caffè in macinatura, nessuno dei mezzi del sistema di apertura 45 deve aggiungere peso alla parete di fondo 42.

Infatti, il contenitore a bicchierino 41 comprende vantaggiosamente i suddetti mezzi di apertura 45 per l’apertura di detta parete di fondo apribile 42 i quali sono comandati da un’unità di controllo 50 la quale comprende almeno una scheda elettronica di gestione della pesatura 52 configurata per ricevere in ingresso almeno il valore di peso rilevato da detta cella di carico 43 ed inviare un segnale ad una seconda scheda elettronica di controllo 51 la quale è configurata per comandare il motore elettrico 21 di detto gruppo di macinatura 20 e per attuare i mezzi di apertura 45 di detta parete di fondo apribile 42 in funzione almeno di detto valore di peso rilevato da detta cella di carico 43 e proveniente da detta scheda elettronica di gestione della pesatura 52. Secondo quanto risulterà evidente al tecnico del ramo, in una forma di realizzazione alternativa e del tutto equivalente le due schede elettroniche 51 e 52 potrebbero essere integrate in un’unica scheda elettronica.

Il fondo apribile 42 di detto contenitore a bicchierino 41 può essere realizzato per mezzo di un sistema a ghigliottina (non mostrato nei disegni) o “a botola” ovverosia con uno sportello incernierato (come nel disegno) oppure in un qualunque altro sistema noto.

Vantaggiosamente, i mezzi di apertura 45 per l’apertura di detta parete di fondo apribile 42 di detto contenitore a bicchierino 41 comprendono un martinetto a solenoide 45. Mezzi elastici, ad esempio una molla, manterranno il fondo apribile 42, incernierato ad una estremità a detto contenitore a bicchierino 41 a guisa di sportello, in posizione di chiusura, mentre l’azionamento di detto martinetto a solenoide 45 comporta una spinta in apertura del fondo 42 sufficiente a vincere l’azione di detta molla. Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, i mezzi di apertura 45 per l’apertura di detta parete di fondo apribile 42 di detto contenitore a bicchierino 41 sono comandati da un’unità di controllo la quale comprende almeno una scheda elettronica configurata per ricevere in ingresso, oltre ad eventuali altri parametri, almeno il valore di peso rilevato dalla cella di carico 43 ed attuare di conseguenza detti mezzi di apertura 45 di detta parete di fondo apribile 42 in funzione di detto valore. Vantaggiosamente, detta scheda elettronica di controllo 51 di detta unità di controllo 50 sarà configurata per ricevere in ingresso un comando impostato dall’utente per tramite di un display o di una tastiera di interfaccia utente 60 e/o un segnale da un componente della macchina stessa.

Il funzionamento dell’apparato 1 secondo l’invenzione prevede dunque, la memorizzazione nella scheda elettronica di controllo di una serie di programmi o “ricette” per la macinatura, ciascuna delle quali sarà contraddistinta da una specifica dose in peso da macinare Pmac la quale sarà data dal valore impostato Pset dall’utente corretto attraverso un coefficiente di correzione Pk che tiene conto della quantità di caffè che può fermarsi nel condotto di carico 31 e del caffè che viene macinato nel periodo di tempo che intercorre tra l’invio del comando di stop al motore ed il tempo di fermata del motore a rotore libero (quindi quando non viene più alimentato dalla scheda elettronica). Vantaggiosamente, secondo l’invenzione il coefficiente di aggiustamento Pk viene calcolato partendo da un valore pari a 0 (zero), quando esso non sia già noto da precedenti operazioni di calcolo, ed essendo legato al grado di macinazione impostato al momento viene, se necessario, modificato automaticamente dopo ogni pesatura usando un algoritmo di correzione.

La formula di correzione che verrà utilizzata dall’apparato, o meglio dalla sua scheda elettronica, sarà la seguente:

Pmac = Pset - Pk

In tale formula, il peso del caffè macinato Pmac rilevato dalla cella di carico 43 in corrispondenza del quale l’unità di controllo invia il segnale di stop al motore è dato dal peso Pset impostato dall’utente nella ricetta sottratto il coefficiente di aggiustamento Pk che come detto dipende dalla quantità di caffè che viene macinata per inerzia dalle macine, nel mentre il motore si sta fermando e dalla polvere che staziona nel condotto di carico 31.

All’inizio della prima macinazione avremo quindi: Pk = 0 e dunque Pmac = Pset. Alla fine della stessa (al raggiungimento quindi di Pmac) il motore verrà fermato e immediatamente dopo avremo la prima misura effettiva prodotta della cella di carico 43, chiamata Peff. Da essa si potrà ottenere la determinazione del coefficiente Pk<’ >provvisorio, secondo tale formula:

Pk<’ >= Peff - Pset

A questo punto risulterà determinato il primo valore a cui la scheda di controllo 51 dovrà fermare il motore, perché si potrà determinare il valore di Pk utilizzando la seguente formula:

Pk = Pk-1 Pk’

Nella successiva pesata, dunque, il motore verrà fermato al peso Pmac ottenuto sempre della medesima formula scritta sopra: Pmac = Pset - Pk e dopo l’avvenuto stop di quest’ultimo, verrà nuovamente calcolato il peso effettivo presente nella cella di carico.

Vantaggiosamente, qualora la differenza Pk<’ >= Peff - Pset sia (in valore assoluto) minore di 0,1 grammi, si sceglierà di continuare a considerare Pk uguale al valore precedente Pk-1, altrimenti si andrà ad aggiornare Pk con il nuovo valore dato dalla somma del precedente Pk-1 con il nuovo valore di Pk<’>. Il valore di Pk che permette di avere un errore di misura inferiore agli 0,1 grammi verrà automaticamente salvato nella ricetta caricata per quel particolare tipo di caffè, quindi ad ogni nuova macinatura verrà automaticamente riproposto il coefficiente ottimale già calcolato precedentemente, minimizzando gli errori di pesatura.

Si descriverà qui di seguito brevemente il funzionamento dell’apparato secondo l’invenzione.

L’utente, agendo tramite l’apposita interfaccia utente 60, che può essere costituita da una tastiera o da un display touch screen, dedicata e connessa alla scheda elettronica di controllo 51, seleziona la dose (singola 7g, doppia 14g, tripla 21g) da macinare. Questa azione viene tradotta dalla scheda elettronica di controllo 51 in un comando di taratura del valore di peso letto in quell’istante dalla cella di carico 43 in base ai programmi o “ricette” memorizzati nell’unità di memoria dell’unità di controllo 50 e che variano in funzione del tipo di miscela e da altri fattori di cui si è già discusso sopra. Questo perché si suppone che il sistema di svuotamento del contenitore a bicchierino 41 comprendente la parete di fondo 42 comandata in apertura dai mezzi di apertura 45 abbia garantito il completo svuotamento del bicchierino 41 stesso. Successivamente viene eseguito il monitoraggio continuo del segnale emesso dalla cella di carico 43.

Al raggiungimento del valore in peso di macinato Pmac desiderato (previsto dalla ricetta che si sta eseguendo) il motore viene bloccato e, dopo un certo intervallo di tempo consono a far fermare il motore per raggiungere Pset, viene azionato il sistema di apertura vengono azionati i mezzi apertura 45. Si possono avere anche una serie di aperture e chiusure successive della parete di fondo 42 del contenitore a bicchierino 41 in modo da sbloccare eventuali grumi accumulatisi nel bicchierino stesso e provocarne la caduta nella parte terminale inferiore del vaso 40 configurato ad imbuto e successivamente nel portafiltro posizionato adeguatamente sotto all’imbuto dall’utente. Queste aperture e chiusure possono anche diversificarsi a seconda della miscela caffè, in quanto alcune miscele possono risultare più granulose di altre e vengono memorizzate nell’unità di memoria in associazione alla ricetta in esecuzione.

Alternativamente invece di ottenere un’apertura automatica al raggiungimento del valore di peso prefissato, l’apparato può emettere attraverso mezzi appositi connessi alla scheda elettronica 51, ad esempio attraverso lo stesso display 60 che può essere provvisto di mezzi di segnalazione visivi e/o sonori quali buzzer o led lampeggianti, un messaggio per l’utente, il quale decide in autonomia (o quando è il momento più opportuno) di azionare il sistema di svuotamento del contenitore a bicchierino 41 con un comando immesso manualmente attraverso l’interfaccia utente 60.

In questo modo, nel caso in cui il bicchierino 41 sia già pieno di polvere macinata, si possono accorciare i tempi ed ottenere sempre una dose pronta ad essere erogata senza dover attendere l’esecuzione della macinatura (che solitamente richiede circa 10 secondi).

Vantaggiosamente, con riferimento alla figura 4, la cella di carico 43 sarà connessa attraverso uno o più cavi di collegamento a detta unità di controllo 50, ed in particolare alla scheda elettronica di gestione pesatura 52 di detta unità di controllo 50. Il numero di cavi dipende dal sistema con cui viene collegata la cella di carico 43. Detta cella di carico 43 sarà collegata attraverso il cablaggio 50a in comunicazione di dati con detta scheda elettronica di gestione pesatura 52 la quale può vantaggiosamente essere dotata di un ADC (Convertitore Analogico/Digitale) in grado di convertire il segnale di peso, rilevato dalla cella di carico 43 e inviato attraverso il cavo di collegamento 50a alla scheda elettronica di gestione pesatura 52 di detta unità di controllo 50, in un segnale digitale per poter essere successivamente e continuamente computato dalla scheda elettronica di controllo 51.

Tale segnale digitale può vantaggiosamente essere trasmesso alla scheda elettronica di controllo 51 attraverso un secondo cablaggio 50b di tipo preferibilmente seriale (I2C, RS232, RS485, Modbus, CANbus, ecc.) oppure anche utilizzando protocolli wireless (quali bluetooth, wifi, ecc.) dipendentemente dalla lunghezza del collegamento da effettuare.

Mentre per il secondo cablaggio 50b la distanza del collegamento non ha ripercussioni sulla qualità del segnale, diversamente la lunghezza del cablaggio 50a tra cella di carico 43 e scheda elettronica di gestione pesatura 52 deve di norma essere il più breve possibile, per impedire l’insorgenza di disturbi. Inoltre, la lunghezza ridotta permette di evitare l’aumento della resistenza del sistema, dovuta ad un cavo lungo.

Un aumento anche minimo di tale resistenza potrebbe provocare errori sulla misura di peso reale. Per questo la scheda di gestione pesatura 52 nella presente invenzione viene cablata alla cella di carico 43 e poi fissata in prossimità della staffa 40a di detto vaso di raccolta 40, e dotato di una apposita schermatura atta ad impedire possibili “sporcamenti” della scheda ad opera della polvere di caffè.

Una forma di realizzazione alternativa e comunque possibile è quella in cui la cella di carico 43 possiede già a bordo un convertitore ADC (eliminando quindi il problema della lunghezza del cablaggio 50a. Con una tale soluzione la cella di carico 43 è quindi in grado di comunicare direttamente con la scheda elettronica di controllo 51 senza necessitare della presenza della scheda di conversione costituita nell’esempio di figura 4 dalla scheda di gestione pesatura 52. Tali realizzazioni alternative, sebbene possibili, sono da considerarsi effettivamente implementabili con l’apparato secondo l’invenzione solamente se il peso del cella di carico 43 più il suo ADC si mantiene contenuto, in modo tale che le vibrazioni prodotte dalle macine 20a, 20b del gruppo di macinatura 20 mosse dal motore 21 non inficino sulla stabilità della misura di peso.

Una ulteriore realizzazione potrebbe prevedere la fusione delle due schede elettroniche di gestione pesatura 52 e di controllo 51, ottenendo quindi un risparmio di spazio e costi, ma questa soluzione si potrà applicare compatibilmente all’ottenimento di una lunghezza del cablaggio 50a che collega la cella di carico 43 all’unica scheda di controllo che assolve entrambe le funzioni abbastanza corto da evitare problemi nella trasmissione del segnale.

La scelta tra le soluzioni realizzative qui suggerite per la parte elettronica dell’apparato dipenderà da come verrà costruito l’apparato stesso e dalla valutazione costi/benefici che il tecnico esperto può decidere di affrontare. Vantaggiosamente, l’ADC (scelto tra i molti disponibili commercialmente) dovrà avere risoluzione minima di 24bit, per assicurare una precisione di 0,1g in fase di conversione della misura.

È inoltre oggetto della presente invenzione anche un metodo per la macinazione ed il dosaggio di polvere di caffè, o altra sostanza, macinata a partire da grani, attuato per mezzo di un apparato 1 di macinazione e dosaggio avente le caratteristiche sin qui descritte e che comprende le seguenti fasi:

- una fase consistente nella scelta della quantità in peso di macinato Pset da parte dell’utente;

- una fase di taratura di detta cella di carico 43 configurata per pesare il prodotto macinato Peff contenuto entro un contenitore a bicchierino 41; - una fase di attivazione di detto gruppo di macinatura 20 motorizzato; - una fase consistente nella rilevazione del peso della sostanza macinata Pmac convogliata entro detto contenitore a bicchierino 41 raggiunto il quale venga fermato il motore di macinazione;

- una fase consistente nel rilevare, attraverso un’unità di controllo comprendente una scheda elettronica, il peso di macinato rilevato Peff dalla cella di carico 43 al termine della fase di macinazione e confrontarlo con la quantità in peso impostata dall’utente Pset per determinare, dopo un numero finito di pesate, un coefficiente di correzione Pk;

- tarare il funzionamento dell’apparato 1 in funzione del coefficiente di correzione Pk determinato mediante la formula Pmac = Pset – Pk ovverosia sottraendo dalla quantità in peso impostata dall’utente Pset il coefficiente di correzione Pk per determinare il corretto momento in cui fermare il motore di macinazione ed ottenere nel bicchierino 41 il valore di peso di macinato Pmac in corrispondenza del quale inviare al gruppo di macinatura 20 il segnale di stop e quindi ottenere al termine dello stop effettivo del motore un peso Peff equiparabile al peso Pset a meno di un errore di ± 0,1g.

Grazie all’apparato ed al metodo secondo l’invenzione si è constatato che la precisione del peso del macinato si attesta attorno ad un errore massimo di ± 0,1 grammi, consentendo quindi di ottenere una infusione precisa ed entro i parametri richiesti evitando il rischio di avere il degradamento delle caratteristiche organolettiche del caffè in tazza.

Inoltre, avendo quindi la possibilità di salvare i parametri “P” in una scheda di memoria, parametri diversi per ogni programma o ricetta, si potranno ottenere migliaia di combinazioni diverse, adattando ogni situazione alla miscela caffè che si sta macinando e al grado di macinatura impostato per le macine.

Si è così mostrato come l’apparato ed il metodo per la macinazione ed il dosaggio di caffè o altra sostanza a partire da grani secondo la presente invenzione assolvano il compito e raggiungano gli scopi prefissati.

La presente invenzione è stata descritta, a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo una forma preferita di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate da un esperto nel ramo, senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) per la macinazione ed il dosaggio di caffè o altra sostanza a partire da grani, comprendente almeno una tramoggia (10) che alimenta con detti grani da macinare un gruppo di macinatura (20) motorizzato, detto gruppo di macinatura (20) motorizzato essendo contenuto all’interno di un corpo macchina (30), caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente un vaso di raccolta (40) atto a raccogliere la polvere macinata ed espulsa dal gruppo di macinatura (20), detto vaso di raccolta (40) essendo collegato a detto gruppo di macinatura (20) motorizzato attraverso un condotto di carico (31), detto vaso di raccolta (40) comprendendo al proprio interno un contenitore a bicchierino (41) chiuso inferiormente da una parete di fondo apribile (42), detto contenitore a bicchierino (41) essendo connesso a sbalzo a detto vaso di raccolta (40) attraverso mezzi di rilevazione del peso (43) per la rilevazione del peso del contenitore a bicchierino (41) stesso, detto condotto di carico (31) essendo configurato per convogliare la polvere direttamente entro detto contenitore a bicchierino (41).
2. 2. Apparato (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevazione del peso atti a misurare il peso del contenitore a bicchierino (41) comprendono almeno una cella di carico (43).
3. 3. Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente mezzi a cuscinetto (44) interposti almeno tra detto vaso di raccolta (40) e detta cella di carico (43) così da rendere detta cella di carico (43) esente dalle vibrazioni dell’apparato.
4. 4. Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto vaso di raccolta (40) è configurato “ad imbuto” che si restringe inferiormente per convogliare detta polvere entro un portafiltro per macchine da caffè.
5. 5. Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che a detto contenitore a bicchierino (41) sono connessi, alloggiati entro detto vaso di raccolta (40), mezzi di apertura (45) per l’apertura di detta parete di fondo apribile (42) comandati da un’unità di controllo (50) la quale comprende una prima scheda elettronica di gestione pesatura (52) configurata per ricevere in ingresso almeno il valore di peso rilevato da detta cella di carico (43) ed almeno una seconda scheda elettronica di controllo (51) configurata per ricevere in ingresso il segnale proveniente da detta prima scheda elettronica di gestione pesatura (52) ed attuare detti mezzi di apertura (45) di detta parete di fondo apribile (42) in funzione almeno di detto valore in ingresso.
6. 6. Apparato (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta scheda elettronica di controllo (51) è configurata per ricevere in ingresso un comando dall’utente proveniente da un’interfaccia utente (60) e/o un segnale da un componente della macchina stessa, e per azionare il motore (21) di detto gruppo di macinatura (20) motorizzato in funzione di tali comandi e/o segnali.
7. 7. Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta scheda elettronica di controllo (51) e detta scheda elettronica di gestione pesatura (52) sono incorporate in un’unica scheda elettronica.
8. 8. Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di apertura per l’apertura di detta parete di fondo apribile (42) di detto contenitore a bicchierino (41) comprendono un martinetto a solenoide (45).
9. 9. Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (50) comprende inoltre almeno una unità di memoria in cui sono memorizzati predefiniti programmi di macinatura che tengono conto di un coefficiente di correzione di peso (P<k>).
10. 10. Metodo per la macinazione ed il dosaggio di polvere di caffè, o altra sostanza, macinata a partire da grani, per mezzo di un apparato (1) di macinazione e dosaggio secondo una o più delle rivendicazioni dalla 1 alla 9 a partire da grani, caratterizzato dal fatto di comprendere: - una fase consistente nella scelta della quantità in peso di macinato (Pset) da parte dell’utente; - una fase di attivazione di detto gruppo di macinatura (20) motorizzato; - una fase consistente nella rilevazione del peso della sostanza macinata (Pmac) convogliata entro detto contenitore a bicchierino (41); - una fase consistente nel rilevare, attraverso un’unità di controllo comprendente una scheda elettronica, il peso di macinato rilevato (Peff) dalla cella di carico (43) al termine della fase di macinazione e confrontarlo con la quantità in peso impostata dall’utente (Pset) per determinare un coefficiente di correzione istantaneo (Pk<’>); quest’ultimo appunto determinato ad ogni operazione di macinatura sottraendo dalla quantità in peso effettiva (Peff) rilevata dalla cella di carico (43) la quantità in peso impostata dall’utente (Pset); - tarare il funzionamento dell’apparato (1) determinando il coefficiente di correzione (P<k>) in base al valore del coefficiente di correzione della macinatura precedente (Pk-1) sommato al coefficiente istantaneo (Pk<’>) per determinare, sottraendo al peso di macinato (Pset) l’appena determinato coefficiente di correzione (Pk), il valore di peso di macinato (Pmac) in corrispondenza del quale inviare al gruppo di macinatura (20) il segnale di stop; - memorizzare in detta unità di memoria di detta unità di controllo (50) il valore del coefficiente di correzione (Pk) che comporta uno scarto tra il valore in peso di macinato impostato (Pset) anch’esso memorizzato ed il valore in peso del macinato rilevato (Pmac) dalla cella di carico (43), quando questo scarto è inferiore a 0,1 grammi in valore assoluto.