ITFI20080079A1

ITFI20080079A1 - "macchina da caffe' con sistema di raffreddamento del gruppo macinatore e relativo metodo"

Info

Publication number: ITFI20080079A1
Application number: IT000079A
Authority: IT
Inventors: Marco Righetti
Original assignee: Saeco Ipr Ltd
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2009-10-17
Also published as: WO2009128110A1; TW200946063A

Description

"Macchina da caffè con sistema di raffreddamento del gruppo macinatore e relativo metodo"

Descrizione

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda una macchina da caffè del tipo comprendente una caldaia per la produzione di acqua calda, un condotto di alimentazione di acqua alla caldaia, un gruppo macinatore per macinare caffè e fornire caffè macinato ad un gruppo di infusione. La macchina da caffè può essere destinata all’uso domestico, oppure anche professionale. Il concetto alla base dell’invenzione può essere adottato anche in una macchina da caffè costituente un distributore automatico o facente parte di un distributore automatico di bevande.

Stato della tecnica

In molte macchine da caffè automatiche il caffè viene estratto da polvere di caffè ottenuta dalla macinazione istantanea di grani di caffè interi. Le macchine di questo tipo – siano esse destinate all’uso professionale o commerciale (distributori automatici) siano esse destinate all’uso domestico – presentano quindi un gruppo macinatore comprendente usualmente una coppia di macine, che producono polvere di caffè a partire da grani o chicchi interi. La polvere di caffè appena macinata viene poi alimentata ad un gruppo di infusione.

Nella macinazione dei grandi di caffè si genera una notevole quantità di calore per effetto dell’attrito tra le macine ed i grani. Questo calore provoca un riscaldamento del caffè e quindi un suo deterioramento. Infatti, ad elevate temperature si ha una degradazione delle qualità organolettiche del caffè.

Per macchine destinate alla macinazione di grandi quantità di caffè, per il confezionamento e la successiva vendita di caffè in polvere è stato suggerito (vedasi brevetto USA n. 2,834,552), di raffreddare direttamente le macine del gruppo macinatore tramite getti d’acqua. A tale scopo l’acqua viene pompata da un serbatoio e spruzzata tramite ugelli sulle superfici delle macine opposte ai denti di macinazione. Un complesso sistema di tenute evita la perdita di acqua ed il contatto dell’acqua con il caffè. L’acqua viene recuperata e riciclata verso il serbatoio.

Sommario dell’invenzione

Secondo un aspetto, l’invenzione riguarda un nuovo tipo di macchina da caffè, che risolva in tutto od in parte il problema legato alla generazione di calore nel gruppo macinatore posto a monte del gruppo di infusione.

Sostanzialmente, in una vantaggiosa forma di realizzazione dell’invenzione il condotto di alimentazione di acqua alla caldaia passa attraverso mezzi scambiatori di calore associati al gruppo macinatore, per estrarre calore generato dal gruppo macinatore stesso. In questo modo almeno una parte del calore generato dalla macinazione dei grani di caffè, oltre ad essere estratto per evitare o ridurre l’effetto dannoso sulle caratteristiche organolettiche del caffè, viene recuperato e aumenta la temperatura dell’acqua che alimenta la caldaia, con conseguente risparmio energetico: una parte dell’energia termica necessaria a portare l’acqua alla temperatura di infusione, infatti, viene fornita dal calore generato dalla macinazione.

In alcune forme di realizzazione il condotto di alimentazione di acqua è collegata ad un serbatoio di acqua e comprende una pompa per estrarre acqua da detto serbatoio ed alimentarla a detta caldaia attraverso detti mezzi scambiatori di calore.

In modo di per sé noto il gruppo macinatore può comprendere una macina ed una contro-macina, ruotanti l’una rispetto all’altra. In alcune forme di realizzazione preferite dell’invenzione i mezzi scambiatori di calore sono disposti attorno a detta macina e contromacina. In alcune forme di realizzazione, attorno a detta macina e contro-macina è disposto un vano di raccolta del caffè macinato, in contatto termico con i mezzi scambiatori di calore. Questi possono, ad esempio, circondare il vano di raccolta della polvere di caffè.

Ulteriori vantaggiose forme di realizzazione dell’invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni e sono descritte nel seguito con riferimento ai disegni.

Secondo un ulteriore aspetto, l’invenzione riguarda un metodo per la produzione di caffè con una macchina comprendente un gruppo macinatore per macinare grani di caffè e formare polvere di caffè, caratterizzato dal fatto di estrarre calore generato dal gruppo macinatore pre-riscaldare l’acqua di infusione destinata alla produzione del caffè.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e l’unito disegno, che mostra pratiche forme di attuazione non limitative dell’invenzione. Più in particolare, nel disegno mostrano: la

Fig.1 uno schema di una forma di realizzazione dell'invenzione, inserita in una macchina da caffè di cui sono indicati unicamente i componenti essenziali alla comprensione dell'invenzione; la

Fig.2 una vista secondo II-II del gruppo macinatore; e le

Figg.3 e 4 due sezioni assiali di due forme di realizzazione del gruppo macinatore e dei mezzi scambiatori di calore.

Descrizione dettagliata di forme di attuazione dell’invenzione

La presente invenzione può essere incorporata genericamente in una macchina 1 che comprende un serbatoio 3 di grani di caffè, una coclea 5 di alimentazione dei grani di caffè ad un gruppo macinatore 7, un serbatoio 9 di acqua, un condotto di alimentazione 11 dell’acqua ad una caldaia 13, una pompa 15 che preleva l’acqua dal serbatoio 9 e la alimenta alla pressione voluta nella caldaia 13, ed un gruppo di infusione, schematicamente indicato con 17.

I vari componenti sin qui descritti possono avere qualunque configurazione compatibile con gli elementi che caratterizzano la presente invenzione e che varranno descritti in maggiore dettaglio nel seguito. In particolare, il gruppo di infusione, la caldaia, la pompa ed il serbatoio di acqua possono essere di qualunque tipo. La caldaia può essere una caldaia istantanea oppure una caldaia ad accumulo. Inoltre, il serbatoio 9 può essere omesso e la linea potrebbe essere collegata direttamente ad esempio ad un rubinetto di una rete idrica.

In alcune forme di realizzazione, come mostrato in particolare in Fig.3, il gruppo macinatore 7 comprende un motore elettrico 21 che porta in rotazione un albero motore 23 su cui sono calettate la coclea o vite incrementale 5 di alimentazione del caffè ed una macina ruotante 25. Nell'esempio illustrato la macina 25 è una macina discoidale, ma in altre forme di realizzazione potrebbe essere una macina conica. Essa coopera con una seconda macina o contro-macina fissa 27, anch'essa discoidale nell'esempio illustrato, ma che potrebbe avere forma diversa, ad esempio conica. Per macina fissa si intende una macina che non ruota durante la macinazione. Tuttavia, in modo di per sé noto la macina fissa o contro-macina 27 è in realtà registrabile in direzione assiale, per modificare la distanza reciproca tra le macine 25, 27, sia al fine di compensare eventuali usure, sia al fine di modificare la finezza di macinazione secondo i gusti del consumatore. La contro-macina 27 è a tal fine montata su un blocco 29 filettato in 29A ed impegnato tramite la filettatura 29A in una filettatura femmina 31A di un corpo fisso 31 a cui è fissato anche il motor 21. Con idonei meccanismi di registrazione, di tipo di per sé noto e non mostrato, la distanza tra le superfici attive delle macine 25, 27 viene registrata ruotando il blocco 29 rispetto al corpo 31.

Attorno alle macine 25, 27 si sviluppa un vano sostanzialmente anulare 33, entro cui viene scaricata la polvere di caffè ottenuta dalla macinazione dei grani effettuata dalle macine 25, 27. La polvere di caffè si scarica nel vano anulare 33 per effetto centrifugo e da qui viene alimentata attraverso una bocchetta 33A (Fig.2) al gruppo di infusione 17.

Secondo alcune vantaggiose forme di realizzazione, attorno al vano anulare 33 si sviluppa una parete sostanzialmente cilindrica 31B del corpo 31 che delimita, oltre al vano 33, anche un volume sostanzialmente anulare 35 esternamente chiuso da una parete 37. Tenute 39 possono essere previste per chiudere il volume anulare 35 verso l’esterno, nelle zone di accoppiamento tra il corpo 31 e la parete 37.

Il volume anulare 35 è in collegamento di fluido con la linea 11 di alimentazione dell’acqua alla caldaia 13. Con 11A e 11B sono indicati raccordi di ingresso e di uscita dell’acqua nel e dal volume anulare 35. In questo modo il volume anulare 35 in contatto termico con il vano 33 forma un mezzo scambiatore di calore che asporta calore dal gruppo di macinazione 7 grazie alla circolazione di acqua attraverso il volume anulare 35 stesso. Il calore asportato aumenta la temperatura dell’acqua in uscita dal raccordo 11B e quindi in ingresso alla pompa 15 ed alla caldaia 13. Conseguentemente, oltre a limitare l’aumento di temperatura del caffè in fase di macinazione, l’asportazione di calore ottenuto dalla circolazione di acqua permette un sostanziale risparmio energetico.

In Fig.4 è mostrata una variante di realizzazione dei mezzi scambiatori di calore, in una sezione del gruppo macinatore 7 simile a quella di Fig.3. Numeri uguali indicano parti uguali od equivalenti a quelle dell’esempio di realizzazione di Fig.3.

In questo esempio di realizzazione il corpo 31 fisso del gruppo macinatore 7 è co-stampato con una serpentina 51 entro cui circola l’acqua immessa tramite il raccordo di ingresso 11A e che esce dal raccordo di uscita 11B. In alcune forme di realizzazione la serpentina 51 può essere realizzata con un tubo in acciaio inserito in un blocco di alluminio che forma la parte restante del corpo 31. La fabbricazione del blocco 31 si ottiene inserendo il tubo elicoidale formante la serpentina 51 in uno stampo in cui viene successivamente presso-fuso l’alluminio. La forma del condotto formata dal tubo può essere diversa da una serpentina elicoidale 51. Ad esempio, può essere previsto un andamento ondulato attorno all’asse. Questa configurazione consente di ottenere una maggiore semplicità di produzione ed una maggiore efficienza termica.

E’ inteso che il disegno non mostra che pratiche forme di realizzazione dell’invenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni, senza peraltro uscire dall’ambito del concetto alla base dell’invenzione. L’eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha unicamente lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni alla luce della descrizione che precede e degli allegati disegni e non limita in alcun modo l’ambito di protezione delle rivendicazioni.

Claims

Rivendicazioni 1. Una macchina per la produzione di caffè, comprendente una caldaia per la produzione di acqua calda, un condotto di alimentazione di acqua a detta caldaia, un gruppo macinatore per macinare caffè e fornire caffè macinato ad un gruppo di infusione; caratterizzata dal fatto che detto condotto di alimentazione di acqua a detta caldaia passa attraverso mezzi scambiatori di calore per estrarre calore generato da detto gruppo macinatore.
2. Macchina come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto condotto di alimentazione di acqua è collegato ad un serbatoio di acqua e comprende una pompa per estrarre acqua da detto serbatoio ed alimentarla a detta caldaia attraverso detti mezzi scambiatori di calore.
3. Macchina come da rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detto gruppo macinatore comprende una macina ed una contro-macina, ruotanti l’una rispetto all’altra.
4. Macchina come da rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti mezzi scambiatori di calore sono disposti attorno a detta macina e contro-macina.
5. Macchina come da rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che attorno a detta macina e contro macina è disposto un vano di raccolta del caffè macinato da detta macina e contro-macina, detto vano essendo in contatto termico con detti mezzi scambiatori di calore.
6. Macchina come da rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto vano è circondato da detti mezzi scambiatori di calore.
7. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi scambiatori di calore comprendono un volume anulare entro cui circola l’acqua.
8. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi scambiatori di calore comprendono un condotto avvolto attorno al gruppo macinatore.
9. Macchina come da rivendicazione 5 o 6, caratterizzata dal fatto che detti mezzi scambiatori di calore comprendono un condotto avvolto attorno al gruppo macinatore realizzato per co-stampaggio in una parete delimitante detto vano di raccolta del caffè macinato da detto gruppo macinatore.
10. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto gruppo macinatore comprende una coclea di alimentazione del caffè da macinare al gruppo macinatore, disposta sostanzialmente coassiale alla macina e contromacina del gruppo macinatore.
11. Un metodo per la produzione di caffè con una macchina corredata di un gruppo macinatore per macinare grani di caffé, caratterizzato dal fatto di estrarre calore generato detto gruppo macinatore per preriscaldare l’acqua di infusione destinata alla produzione del caffè.