ITBO950526A1 - Metodo per ottenere infuso di caffe' con crema, come si ottiene con macchine di tipo industriale. - Google Patents

Abstract

Riassunto: dispositivo costituito dalla predeterminata combinazione di elementi; termici, di consenso, di pressione, senza necessità di pompa, che ottiene la produzione di infuso di caffè con crema, consentendo la realizzazione di macchine di estrema semplicità particolarmente adatte all'uso domestico.

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Per una facile comprensione del trovato, in rapporto a novità e semplicità, è opportuna una analisi dei sistemi oggi in uso per ottenere un infuso di caffè.

Una descrizione sommaria delle macchinette casalinghe, conosciute e diffuse in tutto il mondo, è sufficiente a determinare il funzionamento, tutte sono dotate di un contenitore caffè macinato, connesso in basso a mezzo tubo con un serbatoio acqua, ed in alto con un contenitore del prodotto caffè infuso. Sottoponendo il contenitore acqua ad azione termica, ottengono la vaporizzazione e pressione sull'acqua, inviandola ad attraversare il caffè, generando l'infuso che andrà nel contenitore di raccolta. La pressione necessaria sull'acqua per attraversare il caffè è determinata dalla resistenza opposta del macinato, in rapporto a quanto è stato costipato nella sua sede, pressione normalmente valutabile da uno a due Bar, se la pressione è bassa, macinato poco costipato, si avrà un infuso relativamente concentrato, con macinato molto stretto, occorrerà una pressione più elevata, ottenibile prolungando l'azione termica, fatto che aumenterà la temperatura delle macchinette attualmente in uso, surriscaldando il macinato e spesso portando in ebollizione la parte di infuso che entra nel serbatoio di raccolta, con diminuzione del gusto ed aroma del prodotto, in ogni caso non si avrà mai un caffè con crema. Evidente la necessità di una corretta compressione del macinato, per ottenere un risultato gradevole.

Le macchine industriali, in uso nei locali pubblici, funzionano su principi diversi, da quelle casalinghe e ottengono un infuso di caffè con crema di colore giallo, che evidenzia visibilmente un maggiore sfruttamento del macinato, che ha migliore gusto ed aroma più elevato.

Dette macchine sono dotate di una pompa elettromeccanica, che invia acqua fredda a pressione di circa dieci Bar, in un tubazione che passa attraverso uno scambiatore termico, posto in una caldaia di acqua mantenuta oltre i cento gradi, (caldaia che serve anche a fornire vapore per la preparazione di thè, cappuccino, ecc.) detta tubazione in uscita dallo scambiatore con l'acqua a pressione, portata a circa novanta gradi, confluisce in un ugello strozzature a foro capillare, che immette l'acqua nel contenitore del caffè macinato, nella intensità volumetrica opportuna ed a pressione risultante da quella a monte dell'ugello , meno la caduta inevitabile a valle dello stesso, pressione valutabile da tre a cinque Bar. Si può concludere che l'infuso con crema è ottenuto per effetto dell'acqua che attraversa il macinato a una pressione superiore ai tre Bar ed a una temperatura inferiore a quella di vaporizzazione, a circa novanta gradi.

A titolo di esempio non limitativo della portata della presente protezione, esaminiamo due preferibili soluzioni o forme di realizzazione del trovato.

La fig. 1 rappresenta una visione schematica della disposizione dei componenti generali di una prima soluzione. In basso la camera 1 di contenimento acqua, sovrapposto un supporto 2 a sezione minima, sopra il quale passando dal tubo 9, passaggio 8 cameretta 7 disco forato 6,si raggiunge la camera di contenimento macinato 5. La camera 5 attraverso la zona forata 10 e la guarnizione piana 4 (questa tenuta verso l'alto dalla molla 3),può connettersi al vano 11 e foro 12 e di conseguenza al contenitore di infuso 13, solo e quando la guarnizione 4 sarà spinta verso il basso.

La Fig. 2 rappresenta una visione schematica di diversa disposizione ed aggiunta di elementi, quindi una seconda soluzione comunque basata sugli stessi principi. In basso la camera 14 di contenimento acqua, sovrapposta la struttura 15 con una elevazione e sezione minima, attraversando detta struttura a mezzo tubo 20, foro 19, cameretta 18, disco forato 17, la camera acqua si connette alla camera contenimento macinato 16.

La camera 16 attraverso la zona forata 21, la guarnizione piana 22 (tenuta in alto dalla molla 23) può connettersi passando per il foro 83 all'ugello forato 023 posto sopra il dischetto divisore 24 che convoglia il liquido di infuso nei fori 83-083-830-831, posti sopra le tazzine di raccolta 26-261-026-260. Le dette tazzine sono appoggiate su un porta tazzine 27 che può ruotare sul suo asse inserito nella base 059.

Si noti che i numeri dei particolari determinati nelle Fig. 1 e Fig. 2, saranno usati eguali, nella determinazione degli stessi particolari nelle figure successive, che illustrano la realizzazione costruttiva preferibile ma non limitativa delle due soluzioni schematiche citate.

La fig. 3 rappresenta una vista verticale della macchina di cui allo schema Fig. 1, in cui al serbatoio 29 realizzabile in laminato, è connesso il supporto 30 realizzabile in lega leggera, a detto supporto è solidale il contenitore 37 pure in laminato, entro il quale è inserito il pezzo 38 (anch'esso realizzabile in lega leggera) che è asportabile e tenuto posizionato con attacco a baionetta, detto pezzo 38 contiene vari elementi illustrati nella successiva Fig.4, ed è chiuso in alto dal coperchio 42 anch'esso in lega leggera.

La Fig. 4 rappresenta una sezione verticale della macchina Fig. 3, illustrativa dei particolari costrutti e funzionali. Alla base il serbatoio 29 che realizza la camera contenimento acqua 1 (vedi anche Fig. 1) detto serbatoio è griffato al supporto 30 e ottiene tenuta verso l'esterno con la guarnizione toroidale 31, su detto supporto ha sede una valvola di sicurezza, contro gli eccessi di pressione, vedi foro 32 e attacco valvola 032 (vedi Fig. 3), non si descrive la valvola trattandosi di comune applicazione. Nel supporto 30 è realizzato un attacco a baionetta parte maschio 34, con piastrine di arresto 35-035-0350 (vedi Fig. 9) e relative viti 36 di tenuta in sede, su detto supporto è solidale (a tenuta verso l'esterno per realizzazione in fusione) il serbatoio laminato 37, che realizza il contenitore di raccolta infuso 13 (vedi Fig. 1). Innestato con attacco a baionetta nell'interno del serbatoio 29 e sul supporto 30 è posizionato il particolare 38, che costituisce sede del cestello 39 (che realizza la camera 5 (vedi Fig. 9) di contenimento caffè macinato) ed è anche sede del gruppo valvola. Il gruppo valvola è costituito da: guarnizione piana 4 che chiude, premendo sulla sporgenza circolare sagomata 039 il passaggio forato 10 nel cestello 39, detta guarnizione tenuta dall'anello 04 e relativa vite è spinta in alto dalla molla 51 insediata nel pezzo 52, la guarnizione 4 che è posta nel pezzo 49 con guarnizione toroidale 50 è limitata in posizione verso l'alto dal perno a vite 45. Tutto il gruppo valvola insediato nel particolare 38 è tenuto posizionato dalla sfera 53 molla 54 e grano 55. Nel particolare 38 è inserito il cestello 39 compresso in basso dalla guarnizione 40 contenuta assieme al disco forato 6 nel coperchio 42, coperchio avvitato al particolare 38. La connessione fra camera macinato 5 e la camera acqua 1 si realizza con la cameretta 7 sopra il disco forato 6, il foro 43 limitato dal tappo grano 44, dal foro 8 limitato dal tappo 49, dal foro 46 limitato dal tappo 47, dal tubo 9.

Il particolare 38 è solidale al manico 56.

Fig. 5 rappresenta il particolare 38, evidenziandolo con tratteggio la sede 038 del cestello 39 e la sede 0380 del gruppo valvola, evidenziando in basso l'attacco a baionetta femmina 034 ed i fori 12 e 012 di connessione vano 11 e camera 13 (vedi Fig. 4).

La Fig. 6 rappresenta il coperchio avvitatile 42 evidenziando la possibilità di presa per avvitamento 042 ed il cono in basso 041 che a coperchio introdotto nella sua sede (vedi Fig. 4) andrà a fare tenuta verso l'esterno con la guarnizione toroidale 41.

La Fig. 7 rappresenta il cestello 39 evidenziando in alto la sagoma di insediamento nel particolare 38 e di tenuta con la guarnizione 40, in basso, la zona centrale forata capillarmente,ottiene il passaggio 10 citato in Fig. 1, la sporgenza circolare sagomata 039 è realizzata per imprimersi nella guarnizione piana 4 facendo tenuta.

La Fig. 8 rappresenta la sezione b-bl del particolare 38 (vedi Fig. 5) che corrisponde alla zona di supporto citata in Fig. 1 con il 2, che ha una sezione ridotta al massimo, per ragioni ben motivate e in seguito spiegate.

La Fig. 9 rappresenta la sezione a-al, dei particolari 30 e 38, evidenziando l'attacco a baionetta fra i due pezzi e la compressione che si esercita sulla guarnizione 33, per ottenere la tenuta.

La Fig. 10 rappresenta una resistenza elettrica blindata 57, in grado di mettere in ebollizione l'acqua contenuta nella camera 14 (vedi Fig. 11), applicando corrente elettrica ai poli 58 e 058.

La Fig. 11 rappresenta la sezione verticale della macchina di cui allo schema Fig. 2, in basso la base in lega leggera 59 con sporgenza 059, base che forma la camera per acqua 14 (vedi anche Fig. 2). Sulla sporgenza 059 è il supporto tazzine 27 che può ruotare sul proprio asse 270. Sulla base 59 è fissata la struttura in lega leggera 15, fissaggio realizzato con quattro tiranti a vite 69-069-690-691 e tenuta di pressione verso l'esterno, ottenuta con la guarnizione toroidale 015.

Nella struttura 15 è montato il pezzo 60 che realizza l'apertura e chiusura della camera 14 (per l'inserimento acqua) pezzo inserito con attacco a baionetta 61, piastrine bloccaggio 62, relative viti 062. Nel pezzo 60 è montata la valvola di sicurezza per eccesso di pressione, costituita da foro 64, guarnizione 65, molla 66, tappo forato 67, la tenuta di pressione verso l'esterno è ottenuta dalla guarnizione 63, la manovrabilità è realizzata con il manico 68. Il prolungamento in alto della struttura 15, realizza supporto per il particolare 70 inserito con attacco a baionetta 71, fissaggio con tre piastrine a centoventi gradi 72 e relative viti 73. Il particolare 70 è sede del cestello 74 che preme in alto sulla guarnizione 074, detto cestello costituisce camera di contenimento macinato 16 (vedi Fig. 2).

La connessione fra la camera acqua 14 e contenimento macinato 16 si realizza attraverso il tubo 20 il foro 19 (tappo 19) la cameretta 18 il disco forato 17. Il cestello 74 con la zona centrale 21 a fori capillari, crea tenuta sulla guarnizione piana 22 con il suo profilo sagomato circolare 022 la guarnizione piana 22 ha sede nel pezzo 75 nel quale è allegata la guarnizioni toroidale 075, ed è tenuta ferma dalla anella 76 e relativa vite 076.

La guarnizione 22 è spinta in alto dalla molla 23, insediata nel pezzo 77, e condizionata in altezza dal perno vite 78. Tutto il gruppo valvola (guarnizione 22, molla 23, relativi supporti) sono tenuti nella loro sede dalla sfera 79, molla 80, tappo 81. Tutto il complesso supporto 70, del cestello e gruppo valvola, inserito a baionetta nella struttura 15 è manovrabile con maniglia 82.

La connessione fra la camera 16 e le tazzine raccolta infuso, si realizza attraverso la zona forata 21, con l'abbassamento della guarnizione 22, attraverso il foro 83 che è posto sopra l'augello forato 023 posto sopra il dischetto divisore 24, connesso ai quattro fori 83-083-830-831 esistenti nel carter di raccolta 84.

La Fig. 12 rappresenta la sezione c-c1 della macchina vista in Fig. 11, con lo scopo di evidenziare il percorso, infuso di caffè, dal dischetto divisore 24 ai fori di caduta 83-083-830-831 passando per le asole 85-085-850-851 e di evidenziare la posizione dei fori sopradetti rispetto quattro tazzine di raccolta 26-026-260-261.

La Fig. 13 rappresenta la sezione d-dl della fig. 11 e pone in evidenza che nel tappo di chiusura 60 è realizzato un attacco per il pezzo 86 che tenuto posizionato dai due perni 87-88 può ottenere una diminuzione del volume della camera acqua 14.

La fig. 14 rappresenta la sistemazione di sole due tazzine 26 e 026 sul supporto 27 che è ruotato, rispetto la sua posizione in fig. 22, nel senso della freccia passando dal riferimento 95 al riferimento 96, evidenziando il numero due inciso nella sporgenza 059. La Fig. 15 rappresenta la sezione f-fl della fig. Il, evidenziando che la sezione della struttura 15 nel punto esaminato è ridotta al minimo.

La Fig. 16 rappresenta la sezione e-el della fig. il evidenziando il cestello 740 immesso al posto del cestello 74 (vedi fig. 11) ottenendo una diminuzione del volume della camera 16 contenenza macinato di caffè. E' pure evidenziato il carter di raccolta 84, posizionato dalle sfere 79-079, dalle molle 80-080, dai tappi 81-081.

La Fig. 17 rappresenta la vista dall'alto del carter 84, che pone in evidenza il dischetto divisore 24, nel quale cadendo in centro 1'infuso, si divide in quattro parti e andrà in direzione delle frecce 90-91-92-93, interessando i fori di uscita 83-083-830-831.

La Fig. 18 rappresenta in vista ingrandita il dischetto divisore 24 evidenziando che, le quattro zone frecce 90-91-92-93 sono separate da una costa a croce 094 e sono realizzate a piano inclinato per il deflusso dell 'infuso.

La Fig. 19 rappresenta la vista ingrandita dell'ugello 023 che ha un passaggio a croce 97 per l'infuso in caduta sul dischetto divisore sottostante. Il posizionamento fra il passaggio a croce 97 e la costa 094 (vedi Fig. 18) è determinato dal riferimento 94. Il funzionamento delle macchine schematizzate in Fig. 1 e Fig. 2 sono eguali nei concetti per ciò che si riferisce alla produzione di infuso di caffè con crema gialla visibile, si diversificano nella disposizione dei componenti, consentendo alla soluzione Fig. 2, la raccolta dell'infuso prodotto in quattro o due tazzine a volontà.

Nella soluzione Fig. 1 e successive Figure costruttive N. 3-4-5-6-7-8-9 è proposta una esecuzione preferenziale, non limitativa, così articolata: cestello 39 nel quale sarà messo il macinato di caffè, gruppo 38 contenente gruppo valvola, nel quale sarà immesso il cestello con caffè 39, dopo di che sarà avvitato il coperchio 42, realizzando un unico complesso a tenuta con l'esterno escluso 1'accesso dal tubo 9. Questo complesso sarà inserito tramite un attacco a baionetta all’interno della camera 13 come è evidenziato in Fig. 4, previo introduzione di acqua nella camera 1 sino al livello foro valvola 32, la guarnizione 33 separerà ermeticamente la camera 1 dall'esterno e dalla camera 13, camera 1 che sarà invece connessa alla camera macinato 5, tramite i fori, tubo 9, e 46-43-8 cameretta 7 e disco forato 6. La macchina così pronta per l'uso sarà posta su una fonte di calore, che agirà alla base della camera 1. L'acqua all'interno, raggiungendo cento gradi evaporerà, generando pressione, conseguentemente l'acqua salirà dal tubo 9 sino alla zona forata 10 e contro la guarnizione piana 4 chiusa dal profilo circolare sagomato 039 compresso sulla guarnizione. La pressione nella camera 1 impiegherà un tempo (circa sei-otto minuti) per raggiungere un valore vicino ai tre Bar, spinta necessaria a vincere la molla tarata 51 ed a fare abbassare la guarnizione 4, al momento di questo movimento vi sarà,un pressoché equilibrio fra la spinta di apertura e la reazione inversa della molla, ne deriva un passaggio dell'infuso oltre la guarnizione 4, in quantità limitata, in quanto è limitata l'apertura che automaticamente si verifica. Proseguendo l'azione termica sotto la camera 1, diminuirà gradualmente la quantità di acqua nella camera 1, salirà la pressione^ di conseguenza la variazione di spinta sulla guarnizione 4 aumenterà la sezione di uscita dell'infuso, aumento di valore trascurabile ininfluente sul volume di deflusso. Al termine dell'uscita di tutto l'infuso e raccolto nella camera 13 passando dalla intercapedine 11 e dai fori 12 e 012,la pressione che sarà salita sino ad un massimo di circa quattro Bar, cadrà a zero. Un esame di tutto il ciclo e del concetto costruttivo e di sequenza degli elementi si constatano i seguenti determinanti fatti.

La camera 1 di ebollizione acqua è termicamente separata al massimo possibile dalla camera di raccolta 13, ciò in virtù della gola a superficie radiante di dispersione nel pezzo di congiunzione 30, fatto che evita la ebollizione dell'infuso raccolto. Il gruppo complessivo, di contenimento macinato camera 5, gruppo valvola, passaggi di connessione con l'acqua in ebollizione, è connesso con la zona inferiore, soggetta ad azione termica, attraverso la sezione limitata 2 (vedi Fig. 8) con modesto passaggio di calore, mentre questo gruppo è proiettato volontariamente nella parte più alta ed ha una grande superficie esterna di dispersione termica, culminante nel coperchio 42.

Questo concetto costruttivo applicato per la prima volta ottiene che l'acqua in salita verso la camera macinato di caffè, nel raggiungerla perda in temperatura, mantenendosi sempre sotto il valore di vaporizzazione, come si ottiene nella macchine industriali con lo scambiatore termico.

Come già descritto, il deflusso dell'infuso, avviene ad una pressione variabile in aumento da circa tre a circa quattro Bar, in una quantità pressoché regolare, così come si verifica nelle macchine industriali (per l'azione della pompa a ugello strozzatore).

Dall'esame del ciclo funzionale e dai risultati che si ottengono si può constatare che; un complesso semplice, serbatoio acqua, serbatoio caffè macinato, gruppo valvola, e loro connessione realizzate con determinate caratteristiche termiche, realizzano una macchinetta di piccole dimensioni adatta all'uso casalingo, diversa da quelle oggi esistenti. La produzione di infuso di caffè con crema visibile, eguale a quella ottenuta con macchine industriali notevolmente più complesse. Risultato nuovo di grandissimo interesse commerciale.

La soluzione schematizzata in Fig. 2 e Figure seguenti di realizzazione N. 10 - 11 - 13- 13- 14- 15 -16 -17 -18 -19 ha le stesse caratteristiche funzionali di quella già descritta in Fig. 1. Il serbatoio acqua 14 è connesso con la stessa separazione termica, tramite tubo 20, fori 19 cameretta 18, disco forato 17, alla camera macinato 16, la quale è connessa ad un gruppo valvola, guarnizione 22, molla 23 e particolari costruttivi relativi, l'infuso all'aprirsi della valvola passando dal foro 83, dall'ugello 03 sul dischetto 24, uscirà diviso in quattro parti eguali dai fori 83-083-830-831, cadendo nelle sottostanti tazzine, ottenendo lo stesso caffè con crema gialla visibile.

Ciò che differenzia questa seconda soluzione dalla prima è determinato dalla costruzione, che consente la sporgenza 059 sulla quale è appoggiato ruotabile il portatazzine 27, l'uscita dell'infuso diviso in quattro parti è utilizzabile direttamente nelle tazzine. Altro elemento differenziale, la possibilità di dimezzare la capienza dell'acqua, del macinato, in modo semplice e pratico e di ottenere altrettanto semplicemente l'uscita dell'infuso convogliato su solo due tazzine.

Gli elementi differenziali sono ottenuti dal convogliamento dell'infuso, in uscita dalla guarnizione 22 abbassata, nel foro 83 che lo porta sull'ugello 023, con un foro sagomato 97: (vedi Fig. 19) a sezione abbastanza stretta da essere occupato totalmente dal volume del liquido, in modo che cadendo sul dischetto divisore 24 (vedi Fig. 18) con una custa 094 con profilo simile a quello dell'ugello 19, ma sfasato di quarantacinque gradi, vedi Riferimento 94 citato nelle Figure 18 e 19, detto infuso si fraziona in quattro parti eguali e andrà verso i quattro fori di uscita seguendo le frecce 90-91-92-93 (vedi Fig. 17) percorrendo le asole 85-085-850-851 (vedi Fig. 12) e cadendo attraverso i fori 83-083-830-831, nelle sottostanti tazzine 260-26-261-024 poste sul portatazzine 27 fulcrato sul suo asse 270 (vedi Figure 11 e 12). Nella Fig. 13 è evidenziato il pezzo 86 che può essere inserito o meno nella sua sede nel tappo 60, tenuto a baionetta dai due perni 87-88, qualora questo pezzo sia presente, nel serbatoio 14 sarà dimezzata la contenenza dell'acqua, in questo caso anche all'interno del portacestello 70 sarà messo il cestello 740 di contenenza macinato di caffè metà del cestello 74, ottenendo così il dimezzamento quantitativo della produzione di caffè. Si noti che l'inserimento del volume solido 86, nella camera 14 è necessario perché, con metà acqua e tutto il volume, si avrebbe un eccesso di vaporizzazione a danno dello sfruttamento macinato di caffè, con una evidente più scarsa produzione di crema gialla visibile. Nella Fig. 12 si vedono i quattro fori di uscita infuso posizionati in modo che il liquido cada nelle sottostanti tazzine (profili tratteggiati) in quanto il porta tazzine 27 è posizionato con asse a novanta gradi vedi riferimento 95 (Fig. 14), qualora la macchina venga predisposta al dimezzamento di prodotto, il porta tazzine 27 sarà ruotato (vedi Fig. 14) nel senso della freccia 89, il foro 027 evidenzia il N‘ due inciso sulla sporgenza della base 059, si metteranno solo due tazzine 26 e 026 sottostanti ai fori in coppia, 83-831 e 083-830, realizzando la raccolta dell'infuso diviso in due parti anziché quattro. Costruzione del carter di raccolta 84 facilmente asportabile dalla sua sede per consentire la pulizia dei residui di caffè sopra l'ugello 023 e sopra il dischetto 24.

La Fig. 10 che rappresenta una resistenza termoelettrica, evidenzia la possibilità di costruzione delle macchinette con riscaldamento del liquido, incorporato, come indicato con tratteggio nelle figure 11 e 12 e 13, ciò non costituisce novità ma semplicemente una indicazione di possibilità.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1) Macchina particolarmente adatta all'uso domestico, per ottenere infuso di caffè con crema gialla visibile, caratterizzata da una costruzione meccanica che realizza la minima trasmissione di calore dalla camera contenimento acqua, sottoposta ad azione termica, alla camera di contenimento macinato, ciò con un supporto di connessione fra le due camere, che è anche attraversato da passaggio di connessione idrica realizzata con una sezione ridotta al minimo e distanziamento fra le due camere, costruzione anche volta ad ottenere la massima dispersione termica della massa di continenza del macinato di caffè, allo scopo evidente di una caduta di calore dell'acqua al suo passaggio nella connessione fra le due camere, caduta termica sino al di sotto della temperatura di vaporizzazione, costruzione combinata con l'inserimento di una valvola, che impedisce l'uscita dell'infuso di caffè, se non raggiunge una pressione prestabilita e che resta aperta al permanere o crescere di detta pressione e costruita in modo da consentire un passaggio limitato e regolare dell'infuso in erogazione.
2. 2) Macchina per fare il caffè secondo la rivendicazione precedente e caratterizzata da un dispositivo di frazionamento infuso in uscita, in quattro parti, connesso a quattro fori di caduta disposti in modo da potere cadere in quattro tazzine e se queste ultime cambiate di posizione in modo prestabilito, da fare cadere l'infuso solo in due tazzine. Dispositivo anche facilmente asportabile dalla sua sede, per la manutenzione di pulizia dai residui di caffè.