IT202100024674A1 - Macchina per l’erogazione di una bevanda infusa e relativo metodo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione ? relativa ad una macchina e ad un metodo per l?erogazione di una bevanda a infusione, come ad esempio caff?, camomilla, t? o tisana, in particolare per uso domestico.
In accordo con il preambolo della rivendicazione 1, la macchina oggetto dell?invenzione ? del tipo che comprende un gruppo di pompaggio, ad esempio una pompa rotativa, adatto a pompare un liquido di infusione contenuto in un serbatoio, e un gruppo di erogazione fluidicamente collegato al gruppo di pompaggio e comprendente o accoppiabile ad un organo di filtrazione adatto a contenere una sostanza organica bagnabile dal liquido di infusione in modo da ottenere la corrispondente bevanda a infusione da erogare.
Tra il gruppo di pompaggio e il gruppo di erogazione ? fluidicamente interposta un?elettrovalvola di regolazione flusso comandabile per commutare tra una configurazione di completa apertura per permettere il massimo passaggio del liquido di infusione dal gruppo di pompaggio al gruppo di erogazione, una configurazione di completa chiusura, per impedire il passaggio del liquido di infusione, ed almeno una posizione intermedia per parzializzare il flusso del liquido di infusione.
In particolare, la configurazione intermedia pu? essere utilizzata per impostare un desiderato profilo di pressione e/o portata del liquido di infusione che determina la modalit? di estrazione della bevanda.
Quando il gruppo di pompaggio ? attivo e l?elettrovalvola di regolazione flusso ? in una configurazione intermedia, la macchina opera in una modalit? nota anche con il termine ?low-flow?.
Ad esempio, tale modalit? operativa della macchina viene impostata in una fase iniziale (ed eventualmente anche in una fase finale) del ciclo di erogazione, chiamata appunto, anche nel prosieguo della presente esposizione, fase di ?low-flow?.
Ad esempio, la macchina pu? essere configurata per permettere all?utente di selezionare un programma di erogazione bevanda tra pi? programmi, o ?ricette?, disponibili, o addirittura di formulare un programma personalizzato impostando la durata di diverse fasi o modalit? operative della macchina, tra cui il programma o la fase di ?low-flow?.
In una forma di realizzazione nota, per la regolazione del flusso la macchina ? dotata di un sistema di regolazione dinamica della pressione di erogazione che ? costituito da almeno tre componenti: una valvola proporzionale, un?unit? elettronica di controllo e un trasduttore di pressione. La valvola proporzionale consente di variare la pressione del liquido di infusione in modo tale che una variazione in ingresso alla valvola sia direttamente proporzionale alla variazione in uscita. In altre parole, il rapporto tra la pressione in ingresso e la pressione in uscita si mantiene costante. In alcune forme di realizzazione, l?unit? elettronica di controllo ? programmata per realizzare un controllo ad anello chiuso sul circuito idraulico del liquido di infusione.
Il traduttore di pressione rileva il valore della pressione del liquido di infusione.
In questo sistema di regolazione dinamica della pressione di erogazione, il gruppo di pompaggio alimenta la valvola proporzionale con il liquido di infusione. A valle della valvola ? posizionato il trasduttore che rileva il valore della pressione e invia tale valore all?unit? elettronica di controllo. Quest?ultima, a seconda del valore ricevuto dal traduttore, modifica la pressione del liquido di infusione in ingresso alla valvola proporzionale.
In una precedente domanda di brevetto della stessa Richiedente, al momento ancora segreta, ? stata proposta un?elettrovalvola di regolazione flusso provvista di un otturatore che, quando l?elettrovalvola ? eccitata, ? mosso in una posizione di completa apertura per permettere il passaggio del flusso massimo del liquido di infusione. L?elettrovalvola ? inoltre provvista di mezzi di regolazione flusso configurati in modo tale da consentire, quando l?elettrovalvola ? disattivata e il gruppo di pompaggio ? attivo, il parziale sollevamento dell?otturatore per opera della pressione esercitata dal gruppo di pompaggio sul liquido di infusione, in modo da parzializzare la portata del liquido dal gruppo di pompaggio al gruppo di erogazione. In altre parole, la pressione del gruppo di pompaggio ? in grado di vincere la forza che tende a portare l?otturatore in posizione di completa chiusura. Il risultato ? quello di avere un flusso ridotto in uscita dall?elettrovalvola, e quindi la funzione ?low-flow?.
Indipendentemente dalla modalit? di regolazione del flusso, la Richiedente, a seguito di approfondite analisi del comportamento del circuito idraulico della macchina, si ? avveduta che, quando la macchina opera in modalit? low-flow, possono insorgere turbolenze nel circuito idraulico che possono provocare malfunzionamenti dei componenti della macchina, in particolare dell?elettrovalvola.
Scopo della presente invenzione ? quello di proporre una macchina del tipo succitato in grado di permettere l?impostazione di diversi profili di pressione e/o flusso del liquido di infusione nel gruppo di erogazione, e quindi di estrarre diversi gusti dalla sostanza, mantenendo un funzionamento ottimale del circuito idraulico della macchina.
Tale scopo ? conseguito con una macchina per l?erogazione di una bevanda a infusione secondo la rivendicazione 1 e con un metodo di controllo di una macchina per l?erogazione di una bevanda a infusione secondo la rivendicazione 7. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell?invenzione.
Le caratteristiche e i vantaggi della macchina e del metodo per l?erogazione della bevanda a infusione secondo l?invenzione risulteranno comunque evidenti dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui:
- la figura 1 ? uno schema idraulico della macchina di erogazione di una bevanda infusa;
- la figura 2 ? un diagramma di flusso delle fasi di un ciclo di erogazione della bevanda secondo l?invenzione, in una forma di realizzazione;
- la figura 3 ? un diagramma che mostra, in funzione del tempo, la curva di pressione del liquido di infusione nel gruppo di erogazione e la curva di erogazione, in grammi, della bevanda infusa, le curve essendo ottenute con il ciclo di erogazione della figura 2;
- la figura 4 ? un diagramma di flusso delle fasi di un ciclo di erogazione della bevanda che comprende una fase di pre-infusione;
- la figura 5 ? un diagramma delle curve di pressione e di erogazione per il ciclo di erogazione della figura 4; - la figura 6 ? un diagramma di flusso delle fasi di un ulteriore possibile ciclo di erogazione della bevanda secondo l?invenzione; e
- la figura 7 ? un diagramma delle curve di pressione e di erogazione per il ciclo di erogazione della figura 6. In detti disegni, con 1 ? stato indicato lo schema idraulico di una macchina per l?erogazione di una bevanda a infusione secondo l?invenzione nel suo complesso.
In una forma generale di realizzazione, la macchina 1 ? adatta a erogare una bevanda a infusione, ad esempio caff?, camomilla, t? o tisana. La macchina 1 comprende un gruppo di pompaggio 2, un gruppo di erogazione 3 e un?elettrovalvola di regolazione flusso 4.
Il gruppo di pompaggio 2 ? ad esempio una pompa rotativa, comunemente utilizzata nelle macchinette per il caff?, ed ? adatto a pompare un liquido di infusione. Ad esempio il liquido di infusione ? acqua, oppure latte, una bevanda alcolica o una loro combinazione.
Il gruppo di erogazione 3 ? disposto a valle del gruppo di pompaggio 2 ed ? ad esso collegato fluidicamente. Inoltre, il gruppo di erogazione 3 comprende, o ? collegabile a, un organo di filtrazione adatto a contenere una sostanza organica bagnabile dal liquido di infusione, in modo da ottenere la corrispondente bevanda a infusione da erogare. In particolare, l?organo di filtrazione ? un portafiltro che comprende al suo interno un filtro dove viene inserito il caff?.
L?elettrovalvola di regolazione flusso 4 ? fluidicamente interposta tra il gruppo di pompaggio 2 e il gruppo di erogazione 3 in modo da controllare la portata del liquido di infusione.
La macchina 1 ? dotata di un?unit? di controllo elettronica ? non rappresentata - programmata per comandare il gruppo di pompaggio e l?elettrovalvola in modo da controllare l?erogazione del liquido di infusione.
Nel prosieguo della descrizione si utilizzeranno le seguenti definizioni in relazione all?elettrovalvola di regolazione flusso:
- elettrovalvola in configurazione di completa apertura: l?elettrovalvola permette il passaggio del liquido di infusione verso il gruppo di erogazione 3 con flusso massimo possibile;
- elettrovalvola in configurazione di completa chiusura: l?elettrovalvola impedisce il passaggio del liquido di infusione dal gruppo di pompaggio 2 al gruppo di erogazione 3;
- elettrovalvola in configurazione di apertura intermedia: l?elettrovalvola consente al liquido di infusione di raggiungere il gruppo di erogazione 3 con un flusso parzializzato, ovvero ridotto rispetto al flusso massimo. Questa configurazione pu? ad esempio essere ottenuta con un?elettrovalvola proporzionale, quindi modulando la corrente di alimentazione che circola nel solenoide. In altre forme di realizzazione, la configurazione intermedia pu? essere ottenuta con un?elettrovalvola provvista di un otturatore e di mezzi di regolazione flusso configurati in modo tale da consentire, quando l?elettrovalvola ? disattivata, ovvero in assenza di alimentazione elettrica e il gruppo di pompaggio ? attivo, il parziale sollevamento dell?otturatore per opera della pressione esercitata dal gruppo di pompaggio sul liquido di infusione, in modo da parzializzare la portata del liquido dal gruppo di pompaggio al gruppo di erogazione.
L?elettrovalvola 4 ? comandata dall?unit? di controllo elettronica per assumere alternativamente le tre configurazioni sopra descritte.
Nel prosieguo della descrizione si utilizzeranno inoltre le seguenti definizioni in relazione al ciclo di estrazione della bevanda controllato dall?unit? di controllo elettronica.
- Fase di ?Pre-infusione e/o Blooming?: ? una fase del ciclo in cui sia l?elettrovalvola sia il gruppo di pompaggio sono disattivati (?OFF?). E? una fase di pausa all?interno del ciclo di erogazione, durante e grazie alla quale la bevanda, ad esempio il caff?, pu? sviluppare aromi e ?fiorire?.
- Fase di ?Low-flow?: in una o pi? di queste fasi del ciclo di estrazione il gruppo di pompaggio ? attivo e l?elettrovalvola di regolazione flusso ?, per la maggior parte della durata di questa fase, in una configurazione di apertura intermedia, quindi di flusso parzializzato (?low-flow?). Come verr? descritto in seguito, nella fase di low-flow implementata dalla macchina secondo l?invenzione, l?elettrovalvola di regolazione flusso assume, all?inizio della fase di low-flow, e quindi prima di passare alla configurazione di apertura intermedia che caratterizza la fase di low-flow vera e propria, la configurazione di completa apertura.
- Fase di ?Full-flow?: il gruppo di pompaggio ? attivo e l?elettrovalvola ? in configurazione di completa apertura. In questa fase avviene l?erogazione del corpo della bevanda.
La presente invenzione di applica in particolare ai cicli di estrazione della bevanda che comprendono almeno una fase di low-flow.
In accordo con un aspetto dell?invenzione, l?unit? di controllo elettronica ? programmata, ad esempio dall?utente finale stesso, per eseguire una fase di lowflow, in cui il gruppo di pompaggio viene attivato e, sostanzialmente nello stesso istante, l?elettrovalvola viene comandata in modo tale da commutare nella configurazione di completa apertura. Dopo un intervallo di tempo prestabilito, l?elettrovalvola viene comandata in modo da passare nella configurazione intermedia fino al termine della fase di low-flow mentre il gruppo di pompaggio rimane attivo.
Da notare che, in una forma preferita di realizzazione, mentre la selezione ed eventualmente anche la durata della fase di low-flow possono essere stabilite dall?utente, la presenza e la durata della sotto-fase iniziale in cui l?elettrovalvola di regolazione flusso ? nella configurazione di completa apertura sono trasparenti per l?utente e sono impostate in fase di produzione della macchina, in quanto dipendono dalle caratteristiche del circuito idraulico della macchina stessa.
Verranno ora descritti, con riferimento ai disegni allegati, alcuni esempi di cicli di estrazione della bevanda infusa ottenibili con dedicati algoritmi di controllo del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola di regolazione del flusso.
Come detto sopra, questi cicli di estrazione della bevanda possono essere impostati dall?utente, ad esempio attraverso una selezione tra diversi cicli o ricette prestabiliti, oppure impostando i parametri che determinano le fasi del ciclo di estrazione sopra definite, ad esempio la loro sequenza e durata.
Un primo esempio di ciclo di erogazione ? rappresentato nel diagramma di flusso della figura 2 e nel diagramma delle curve di pressione e di erogazione bevanda della figura 3. Questo ciclo di erogazione ? contraddistinto da una fase iniziale di low-flow, che comporta una lenta salita della curva di pressione e un avvio ritardato dell?erogazione della bevanda, e da una fase finale di low-flow, che comporta una discesa lenta della curva di pressione.
Con riferimento al diagramma di flusso della figura 2, il ciclo ha inizio quando l?utente, ad esempio per il tramite di una leva di comando (fase 10), attiva un microinterruttore (fase 12) che provoca l?avviamento del gruppo di pompaggio e l?apertura completa dell?elettrovalvola di regolazione flusso (fase 14). L?unit? di controllo elettronica ? programmata, ad esempio sulla base di una ricetta selezionata dall?utente e/o sulla base di parametri del ciclo di erogazione impostati dall?utente, per implementare il seguente programma di controllo del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola.
Dopo un intervallo di tempo prestabilito dall?attivazione del microinterruttore, compreso tra 0,5s e 4s, ad esempio dopo 2,9s, l?elettrovalvola viene comandata in modo da assumere la posizione di apertura intermedia (fase 16).
Ad esempio, l?elettrovalvola viene disattivata e un flusso ridotto passa comunque attraverso l?elettrovalvola grazie alla pressione esercitata dal gruppo di pompaggio, che vince i mezzi elastici che agiscono sull?otturatore dell?elettrovalvola per causare la chiusura dell?elettrovalvola.
L?elettrovalvola rimane nella configurazione intermedia di flusso ridotto per un intervallo di tempo prestabilito, ad esempio per 3s.
Dopo un intervallo di tempo prestabilito, compreso tra 4s e 8s, dall?istante di attivazione iniziale, l?elettrovalvola viene riattivata in modo da assumere la configurazione di completa apertura (fase 18). Da questo momento il ciclo di estrazione prosegue con una fase di full-flow.
L?elettrovalvola rimane attiva ad esempio per 6s.
Dopo un intervallo di tempo prestabilito, compreso tra 15s e 25s, dall?istante di attivazione iniziale, l?elettrovalvola viene nuovamente comandata ad assumere la configurazione intermedia in modo da effettuare la fase finale del ciclo in modalit? low-flow (fase 20).
Dopo un ulteriore intervallo di tempo dalla disattivazione dell?elettrovalvola, ad esempio di circa 20s, anche il gruppo di pompaggio viene disattivato (fase 22).
Come si pu? notare dal diagramma della figura 3, gli istanti di disattivazione e riattivazione iniziali dell?elettrovalvola sono scelti in modo tale che la pressione del liquido di infusione all?istante della riattivazione dell?elettrovalvola sia inferiore a 3 bar, preferibilmente inferiore a 1 bar.
Pertanto, in una prima fase del ciclo, che dura ad esempio circa 6s dall?attivazione del microinterruttore, la pressione del liquido di infusione nel gruppo di erogazione cresce molto lentamente.
Questa prima fase ? nota come fase di ?blooming?, o di ?fioritura?, in cui la sostanza organica contenuta nell?organo di filtrazione viene inizialmente bagnata dal liquido di infusione.
In una seconda fase del ciclo, che ha inizio quando l?elettrovalvola viene riattivata e che pu? durare ad esempio circa 14s, la pressione del liquido di infusione raggiunge il valore massimo (ad esempio circa 6 bar a circa 10s dall?istante di inizio ciclo) e poi decresce molto lentamente.
Nella fase di full-flow, ad esempio, la pressione del liquido di infusione ? compresa nell?intervallo tra 2 e 7 bar.
Quando la pressione raggiunge il valore massimo si ha l?erogazione del corpo della bevanda. La bevanda viene quindi erogata con un flusso sostanzialmente costante. Quando l?elettrovalvola assume nuovamente la configurazione di apertura intermedia mentre il gruppo di pompaggio ? ancora attivo, ha inizio la fase di lowflow finale, in cui si assiste ad un decremento pi? marcato, ma comunque progressivo, della pressione del liquido di infusione, fino ad esempio circa 2 bar.
Il ciclo termina quando anche il gruppo di pompaggio viene disattivato dal microinterruttore (fase 22). Tale disattivazione pu? avvenire a seguito di un comando impartito dall?utente (fase 24 in figura 4), oppure in modo automatico per opera dell?unit? di controllo elettronica, in base al programma di erogazione selezionato.
La disattivazione del microinterruttore (fase 26) comporta anche la definitiva chiusura dell?elettrovalvola.
Un secondo esempio di ciclo di erogazione, che non fa parte della presente invenzione, ? rappresentato nel diagramma di flusso della figura 4 e nel diagramma delle curve di pressione e di erogazione bevanda della figura 5. Questo ciclo di erogazione ? contraddistinto da una fase ?pre-infusione e/o blooming?, in cui la pressione del liquido di infusione rimane sostanzialmente costante ad un valore basso, ad esempio di circa 1 bar, e l?erogazione della bevanda pu? iniziare con alcune gocce.
Con riferimento al diagramma di flusso della figura 4, il ciclo ha inizio quando l?utente, ad esempio per il tramite di una leva di comando (fase 30), attiva un microinterruttore (fase 32) che provoca l?avviamento del gruppo di pompaggio e l?apertura dell?elettrovalvola di regolazione flusso (fase 34). Ci? comporta l?inizio del ciclo di estrazione (fase 36).
L?unit? di controllo elettronica ? programmata, ad esempio sulla base di una ricetta selezionata dall?utente e/o sulla base di parametri del ciclo di erogazione impostati dall?utente, per implementare il seguente programma di controllo del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola.
Dopo un intervallo di tempo prestabilito, compreso tra 1s e 6s, preferibilmente di 4s, dall?istante di attivazione iniziale, vengono disattivati sia l?elettrovalvola sia il gruppo di pompaggio (fase 38). Elettrovalvola e gruppo di pompaggio rimangono disattivati ad esempio per 8s.
Dopo un intervallo di tempo prestabilito, compreso tra 8s e 16s, dall?istante di attivazione iniziale, il gruppo di pompaggio e l?elettrovalvola vengono attivati (fase 40) e rimangono attivi fino alla loro disattivazione finale.
Il ciclo termina quando il gruppo di pompaggio e l?elettrovalvola vengono disattivati (fase 42). Ad esempio, la disattivazione ? provocata dall?apertura del microinterruttore (fase 44). Tale disattivazione pu? avvenire a seguito di un comando impartito dall?utente (fase 46), oppure in modo automatico per opera dell?unit? di controllo elettronica, in base al programma di erogazione selezionato.
Come si pu? notare dal diagramma della figura 5, in una forma di realizzazione, nell?istante di disattivazione iniziale dell?elettrovalvola e del gruppo di pompaggio la pressione del liquido di infusione ? pari o inferiore a circa 1 bar.
Nella fase di pre-infusione e/o blooming, la pressione del liquido di infusione rimane sostanzialmente costante, ad esempio fino a circa 12 secondi dall?istante di inizio ciclo. L?erogazione della bevanda pu? iniziare con il cadere delle prima gocce. L?erogazione del corpo della bevanda inizia nella fase successiva di full flow, quando il sistema di pompaggio ? attivo e l?elettrovalvola di trova in configurazione completamente aperta.
A seguito della riattivazione del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola ha inizio la fase di infusione vera e propria, in cui la pressione del liquido di infusione raggiunge il valore massimo (ad esempio di circa 9 bar) per poi decrescere lentamente.
L?erogazione del corpo della bevanda ha inizio in corrispondenza, o poco prima, del punto di massimo della pressione, ad esempio dopo circa 15-18s dall?inizio del ciclo. Il flusso durante l?erogazione del corpo della bevanda rimane sostanzialmente costante nella fase di erogazione.
In una forma di realizzazione, la disattivazione finale del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola sono sostanzialmente contemporanee.
A seguito della disattivazione, la pressione del liquido di infusione va rapidamente a zero.
Un terzo esempio di ciclo di estrazione, che ? sostanzialmente la combinazione dei due cicli descritti precedentemente, ? rappresentato nel diagramma di flusso della figura 6 e nel diagramma delle curve di pressione e di erogazione bevanda della figura 7.
Questo ciclo di erogazione presenta, in successione: una fase di low-flow iniziale, una fase di pre-infusione, una fase di low-flow intermedia, una fase di full-flow, ed una fase di low-flow finale.
Con riferimento al diagramma di flusso della figura 6, il ciclo ha inizio quando l?utente, ad esempio per il tramite di una leva di comando (fase 50), attiva un microinterruttore (fase 52). L?unit? di controllo elettronica ? programmata, ad esempio sulla base di una ricetta selezionata dall?utente e/o sulla base di parametri del ciclo di erogazione impostati dall?utente, per implementare il seguente programma di controllo del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola.
Inizialmente vengono alimentati sia il gruppo di pompaggio sia l?elettrovalvola di regolazione flusso, che assume quindi la configurazione di completa apertura (fase 54).
Dopo un intervallo di tempo prestabilito, compreso tra 0,5s e 4s, ad esempio 2,9s, dall?istante di attivazione iniziale, l?elettrovalvola passa in configurazione di apertura intermedia (fase 56).
Dopo un intervallo di tempo prestabilito, compreso tra 3s e 8s, ad esempio 5s, dall?istante di attivazione iniziale, vengono disattivati sia il gruppo di pompaggio sia l?elettrovalvola, in modo da iniziare la fase di pre-infusione (fase 58).
L?elettrovalvola e il gruppo di pompaggio rimangono disattivati per un intervallo di tempo prestabilito, ad esempio fino a 10s dall?istante di inizio del ciclo. Al termine di questo intervallo di tempo, vengono riattivati contemporaneamente sia il gruppo di pompaggio sia l?elettrovalvola, in modo da iniziare una fase di low-flow intermedia (fase 60).
Dopo un breve intervallo di tempo prestabilito, ad esempio compreso tra 0,5s e 3s, preferibilmente 0,9s, dall?istante di riattivazione del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola, l?elettrovalvola passa nella configurazione di apertura intermedia (fase 62).
L?elettrovalvola rimane in questa configurazione per un intervallo di tempo compreso tra 10s e 20s dall?istante di attivazione iniziale, dopo di che viene riportata in posizione di completa apertura per l?inizio della fase di full-flow (fase 64).
Dopo un intervallo di tempo prestabilito, compreso tra 20s e 30s, preferibilmente 25s, dall?istante di attivazione iniziale, viene l?elettrovalvola viene nuovamente comandata ad assumere la configurazione di apertura intermedia per la fase di low-flow finale (fase 66).
Dopo un ulteriore intervallo di tempo, ad esempio dopo circa 15s, viene disattivato anche il gruppo di pompaggio (fase 68) per la conclusione del ciclo.
Anche in questo caso la disattivazione finale del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola (fase 70), ad esempio causata dall?apertura del microinterruttore (fase 74), pu? avvenire a seguito di un comando impartito dall?utente (fase 72), oppure in modo automatico per opera dell?unit? di controllo elettronica, in base al programma di erogazione selezionato.
Come si pu? notare dal diagramma delle curve di pressione e di erogazione bevanda, in una forma di realizzazione, nell?istante in cui avviene la prima commutazione dell?elettrovalvola dalla configurazione di completa apertura alla configurazione di apertura intermedia la pressione del liquido di infusione ? ancora sostanzialmente pari a zero.
In una forma di realizzazione, nell?istante, scelto dall?utente, in cui ha inizio la fase di pre-infusione e/o blooming, la pressione del liquido di infusione rimane ancora sostanzialmente pari a zero.
In una forma di realizzazione, nell?istante in cui avviene la successiva riattivazione del gruppo di pompaggio e dell?elettrovalvola (inizio della fase di low-flow intermedia) la pressione del liquido di infusione ? maggiore di 0 bar e inferiore o pari a 1 bar.
Tra la fine della fase di pre-infusione e l?inizio della fase di full-flow della bevanda, la pressione del liquido di infusione rimane sostanzialmente costante e inferiore o pari a 1 bar.
Il corpo della bevanda viene erogato quando la pressione del liquido di infusione sta per raggiungere il punto di massimo. Ad esempio l?inizio dell?erogazione avviene a circa 18-20s dall?inizio del ciclo. Il flusso della bevanda infusa rimane poi sostanzialmente costante per i successivi 10s circa, per poi decrescere leggermente quando la pressione del liquido di infusione scende sotto i 2 bar.
Verranno ora evidenziati ulteriori aspetti e vantaggi della macchina secondo l?invenzione.
L?elettrovalvola permette di regolare quanta acqua entra nel gruppo ed ? stata sviluppata per evitare vibrazioni. Il ciclo di estrazione viene gestito dall?unit? di controllo elettronico che attiva e disattiva l?elettrovalvola, ad esempio alimentata da corrente alternata collegata a un rel? meccanico, affinch? l?erogazione mantenga tutte le sue fasi come l?utente le aveva impostate.
In una forma di realizzazione, l?andamento della pressione del liquido di infusione viene mostrato su un manometro 5.
In generale, la funzione ?low-flow? permette di automatizzare la profilazione, agendo sul flusso d?acqua.
Come detto sopra, nella fase di ?blooming/pre-infusione? l?acqua entra in contatto con la sostanza organica, ad esempio caff? macinato, e rilascia eventuali bolle di CO2. La bevanda inizia ad espandersi all?interno della camera di infusione, ovvero nel portafiltro.
Il blooming ? una fase fondamentale e propedeutica per la fase successiva di infusione.
Nella fase di infusione, grazie al blooming, l?estrazione del corpo della bevanda ? uniforme perch? la sostanza organica oppone una resistenza al passaggio del liquido di infusione. Il profilo di flusso e di pressione che l?utente sceglie di formulare permetter? di estrarre diversi gusti dalla bevanda.
L?ultima fase del ciclo di infusione, o ?coda?, ? importante in quanto potrebbe comportare l?estrazione anche di sostanze non sono desiderate. Per questo, l?utente ha la possibilit? di variare il flusso e di conseguenza, la pressione durante la coda dell?estrazione della bevanda.
Il software di gestione del ciclo di infusione ? progettato in modo tale che le performance della macchina siano garantite in tutte le sue configurazioni.
In accordo con un aspetto dell?invenzione, il software permette di anticipare il bisogno di acqua e quindi di pressione all?interno del circuito idraulico presente nella macchina; in questo modo il circuito idraulico non presenta bolle d?aria ed ? pronto a funzionare secondo gli intervalli di tempo stabiliti dall?utente.
Questo permette di assorbire eventuali turbolenze che provocano la vibrazione dei componenti della macchina, in particolare dell?elettrovalvola.
Come descritto negli esempi sopra riportati, il controllo dell?elettrovalvola e del gruppo di pompaggio pu? intervenire in diversi scenari e configurazioni all?interno del sistema macchina:
- all?inizio dell?erogazione, ovvero nelle fasi di blooming/pre-infusione, l?elettrovalvola rifornisce il circuito idraulico, andando a limitare l?immediato calo di pressione (che si genera perch? il liquido presente nel circuito tende uscire dal gruppo). La durata di questa fase ? programmata in modo tale che sia breve a sufficienza sia per limitare questi fenomeni di differenza di pressione e sia per evitare interferenze con i valori impostati della successiva fase di lowflow.
- Quando la pompa si attiva dopo la fase di preinfusione: durante la pre-infusione il gruppo di pompaggio si spegne; di conseguenza il circuito idraulico non viene pi? alimentato e potrebbe subire fluttuazioni in termini di pressione e disponibilit? di liquido di infusione al suo interno. In questo scenario, l?elettrovalvola, se il programma low-flow ? attivo, si attiver?, ad esempio solo per 0,9s, per riportare il circuito nella sua condizione ottimale di servizio per poter estrarre la bevanda alla corretta pressione.
Perci?, l?elettrovalvola si apre per un periodo di tempo limitato (progettato in base a scenari e utilizzo) sempre in correlazione con l?attivazione del gruppo di pompaggio (ad esempio, all?inizio del ciclo, ovvero prima della pre-infusione, e alla riattivazione della pompa, dopo la pre-infusione).
Questo attivarsi e disattivarsi a intervalli specifici dell?elettrovalvola garantisce che tutte le fasi indicate inizialmente avvengano durante l?erogazione della bevanda, dal blooming fino alla coda di estrazione. Alle forme di realizzazione della macchina per l?erogazione della bevanda a infusione secondo la presente invenzione, un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potr? apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito di tutela delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione pu? essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.
Claims (11)
1. Macchina (1) per l?erogazione di una bevanda a infusione, ad esempio caff?, camomilla, t? o tisana, comprendente:
- un gruppo di pompaggio (2), ad esempio una pompa rotativa, adatto a pompare un liquido di infusione;
- un gruppo di erogazione (3) disposto a valle del gruppo di pompaggio (2) e ad esso collegato fluidicamente, detto gruppo di erogazione (3) comprendendo o essendo accoppiabile ad un organo di filtrazione adatto a contenere una sostanza organica bagnabile dal liquido di infusione in modo da ottenere la corrispondente bevanda a infusione da erogare;
- un?elettrovalvola di regolazione flusso (4) fluidicamente interposta tra il gruppo di pompaggio (2) e il gruppo di erogazione (3) e comandabile per commutare tra una configurazione aperta, in cui permette il passaggio del liquido di infusione dal gruppo di pompaggio al gruppo di erogazione con flusso massimo, una configurazione chiusa, in cui impedisce il passaggio del liquido di infusione, ed una configurazione intermedia, in cui permette il passaggio del liquido di infusione dal gruppo di pompaggio al gruppo di erogazione con flusso parzializzato; e
- un?unit? di controllo elettronica programmata per comandare il gruppo di pompaggio e l?elettrovalvola in modo da controllare l?erogazione del liquido di infusione per l?esecuzione di un ciclo di estrazione della bevanda, l?unit? di controllo elettronica essendo programmata per eseguire una fase di low-flow, in cui il gruppo di pompaggio viene attivato e, sostanzialmente contemporaneamente, l?elettrovalvola viene comandata in modo tale da commutare nella configurazione aperta, e in cui, dopo un intervallo di tempo prestabilito, l?elettrovalvola viene comandata in modo da passare nella configurazione intermedia fino al termine della fase di low-flow mentre il gruppo di pompaggio rimane attivo.
2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui l?unit? di controllo elettronica ? programmata per disattivare sia il gruppo di pompaggio sia l?elettrovalvola di controllo flusso in modo da eseguire una fase di pre-infusione e/o blooming, l?unit? di controllo elettronica essendo programmata per eseguire la fase di low-flow immediatamente prima della fase di pre-infusione.
3. Macchina secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l?unit? di controllo elettronica ? programmata per disattivare sia il gruppo di pompaggio sia l?elettrovalvola di controllo flusso in modo da eseguire una fase di pre-infusione e/o blooming, l?unit? di controllo elettronica essendo programmata per eseguire la fase di low-flow immediatamente dopo la fase di preinfusione e/o blooming.
4. Macchina secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l?unit? di controllo elettronica ? programmata per attivare il gruppo di pompaggio e comandare l?elettrovalvola di regolazione flusso a commutare in posizione di apertura in modo da eseguire una fase di full-flow, l?unit? di controllo elettronica essendo programmata per eseguire la fase di low-flow immediatamente prima della fase di full-flow.
5. Macchina secondo la rivendicazione 2, in cui, nella fase di low-flow, l?elettrovalvola rimane in posizione aperta per un intervallo di tempo compreso tra 0.5 secondi e 4 secondi, preferibilmente circa 2.9 secondi.
6. Macchina secondo la rivendicazione 3, in cui, nella fase di low-flow successiva alla fase di pre-infusione, l?elettrovalvola rimane in posizione aperta per un intervallo di tempo compreso tra 0.2 e 3.9 secondi, preferibilmente circa 0.9 secondi.
7. Metodo di controllo di una macchina (1) per l?erogazione di una bevanda a infusione, ad esempio caff?, camomilla, t? o tisana, dove la macchina comprende un gruppo di pompaggio, ad esempio una pompa rotativa, adatto a pompare un liquido di infusione, un gruppo di erogazione disposto a valle del gruppo di pompaggio e ad esso collegato fluidicamente, detto gruppo di erogazione, e un?elettrovalvola di regolazione flusso fluidicamente collegata al gruppo di pompaggio e al gruppo di erogazione in modo da regolare il flusso del liquido di infusione da alimentare al gruppo di erogazione, il metodo di controllo comprendente l?esecuzione di una fase di low-flow, in cui il gruppo di pompaggio viene attivato e, sostanzialmente contemporaneamente, l?elettrovalvola viene comandata in modo tale da assumere una configurazione di completa apertura, e in cui, dopo un intervallo di tempo prestabilito, l?elettrovalvola viene comandata in modo da passare in una configurazione di apertura intermedia fino al termine della fase di low-flow per permettere il passaggio di un flusso parzializzato mentre il gruppo di pompaggio rimane attivo.
8. Metodo secondo la rivendicazione 7, comprendente l?esecuzione di una fase di pre-infusione, la fase di low-flow essendo eseguita immediatamente prima e/o immediatamente dopo la fase di pre-infusione.
9. Metodo secondo la rivendicazione 8, comprendente l?esecuzione di una fase di full-flow, la fase di lowflow essendo eseguita immediatamente prima della fase di full-flow.
10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui, nella fase di low-flow, l?elettrovalvola rimane in posizione di completa apertura per un intervallo di tempo compreso tra 0.5 secondi e 4 secondi, preferibilmente circa 2.9 secondi.
11. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui, nella fase di low-flow successiva alla fase di pre-infusione, l?elettrovalvola rimane in posizione aperta per un intervallo di tempo compreso tra 0.2 e 3.9 secondi, preferibilmente circa 0.9 secondi.
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- 2022-09-07 WO PCT/IB2022/058393 patent/WO2023047225A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
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