ITMI20070131A1 - Procedimento ed apparecchiatura per il riscaldamento a diverse temperature desiderate di un liquido per la formazione di bevande - Google Patents

Description

Procedimento ed apparecchiatura per il riscaldamento a diverse temperature desiderate di un liquido per la formazione di bevande”

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un procedimento per il riscaldamento a divers temperature desiderate di una dose di liquido destinato alla formazione di una bevanda calda.

In subordine, in accordo con un aspetto del procedimento, una dose del liquido di formazione della bevanda viene riscaldata ad una predeterminata temperatura ed una dose di un preparato qualificante la bevanda, viene fatta confluire entro la dose di liquido riscaldata.

L’invenzione si riferisce anche ad una apparecchiatura per attuare il procedimento, preferibilmente anche se non esclusivamente, in connessione con una macchina per il caffè espresso.

Come è noto, tra le attrezzature utilizzate nei bar, alberghi, ristoranti e simili, quella che viene comunemente chiamata macchina del caffè espresso è in realtà una apparecchiatura che, oltre al caffè espresso, fornisce anche molti altri servizi.

Con queste macchine c infatti possibile erogare acqua calda la quale può essere utilizzata per la produzione di infusi, come tè e camomilla, cioccolata e brodi di varia natura di origine animale oppure vegetale.

Con le stesse macchine è possibile anche erogare vapore surriscaldato che, con la sua energia termica e cinetica, consente di riscaldare rapidamente il latte e di formare la fine schiuma che caratterizza il cappuccino.

Nelle macchine di tipo tradizionale, la produzione delle varie bevande è affidata ad una certa manualità dell’operatore che inserisce il filtro con la povere di caffè nella macchina e scarica manualmente i fondi, che dirige la lancia di vapore nel bricco contenente il latte o la cioccolata lavorando con abili movimenti la bevanda fino ad ottenere la migliore qualità e la temperatura desiderata.

In anni recenti, con la sempre maggiore diffusione delle macchine da caffè espresso sul mercato mondiale, per superare l’esigenza di una particolare abilità manuale dell’operatore, si sono sviluppate macchine che sempre di più hanno automatizzato le operazioni manuali del barista. In questa ottica gli operatori del settore hanno prodotto invenzioni per automatizzare, con una qualità di risultato paragonabile a quella ottenuta manualmente, dapprima la preparazione del caffè espresso, poi quella del latte montato e del cappuccino ed infine anche l’erogazione dell’acqua calda. La produzione di cioccolata calda, ad esempio, costituisce un ulteriore sviluppo dell’automatizzazione delle funzioni a condizione di realizzare una qualità confrontabile, per densità e temperatura, con quella prodotta manualmente.

Nei dispositivi noti e utilizzati da molto tempo sul mercato dei distributori, la confezione automatica di una bevanda, ad esempio della cioccolata, viene normalmente realizzata inviando, in un frullatore, dosi prefissate di preparato in polvere e di acqua calda prodotta in un apposito riscaldatore. Il processo termina con un breve risciacquo con la stessa acqua calda di erogazione.

In questi riscaldatori, che sono comunemente costituiti da bollitori chiusi oppure da vaschette a cielo aperto, la temperatura dell’acqua calda è soggetta ad una certa deriva a causa dell’isteresi dei termostati, della stratificazione del liquido a riposo e dell’inerzia termica dell’acqua fredda di ricarica.

La bevanda viene confezionata con una bassa concentrazione di polvere per l’esigenza di mantenere scorrevole la miscela al fine di evitare incrostazioni che possono bloccare l’apparato erogatore.

Inoltre, i limiti di temperatura del bollitore influenzano poi l’efficacia dei cicli automatici di lavaggio del frullatore.

Le derive delle temperature verso valori troppo atti possono invece “cuocere” eccessivamente alcuni componenti delle miscele dei preparati commerciali in polvere modificando in modo sgradevole l’aroma ed il sapore della bevanda.

Pertanto, in accordo con le tecnologie note attualmente in uso per la formazione e distribuzione automatica, le bevande calde del tipo sopra indicato e particolarmente quelle a base di cioccolato, non conseguono quelle condizioni di temperatura e densità che le possano rendere paragonabili a quelle preparate manualmente.

L’abbinamento di un apparato per la produzione di bevande calde ad una macchina per caffè espresso automatica comporta inoltre la condivisione di una sorgente di acqua calda già installata nella macchina sottraendo così una quota di acqua calda destinata al caffè. Questo ultimo caso è particolarmente gravoso per macchine di piccole dimensioni con riscaldatori piccoli, tanto che, per limitare il danno, in alcune macchine si arriva a inibire le possibilità di erogazione in successione dei servizi dipendenti dal riscaldatore fino a quando questo non abbia recuperato adeguate condizioni termiche.

Un caso particolare riguarda poi le macchine dotate dì un’unica caldaia a vapore dove l’acqua disponibile è surriscaldata e sarebbe necessaria l’aggiunta di un riscaldatore specifico di acqua con conseguente aggravio della potenza installata e della complessità della macchina.

Nella domanda di brevetto EP 05 425 738.2 viene previsto che la formazione della bevanda, nel caso specifico una bevanda a base di cioccolato, avvenga tramite un metodo ed una apparecchiatura in cui il riscaldamento del liquido di formazione, che può essere sia acqua che latte, è basato sulla cessione di calore di condensazione del vapore proveniente dalla caldaia della macchina per caffè.

In tale apparecchiatura la temperatura di erogazione è predeterminata ad un valore costante grazie alla predeterminazione dei flussi del vapore e del liquido di formazione della bevanda.

La crescente richiesta da parte dei consumatori di vari tipi di bevande, quali ad esempio infusi, brodi caldi oppure bevande derivate combinando tra di loro il latte montato, il caffè ed il cioccolato, determinano Γ esigenza di poter programmare ed eseguire le erogazioni in modo semplice e flessibile particolarmente per quanto concerne la temperatura finale in tazza della bevanda.

In accordo con quanto descritto nella citata domanda EP 05 425 738.2 si può ottenere una temperatura di erogazione costante ma, ima volta che questa sia stata prefissata, per variarne il livello, occorrerebbe variare il rapporto tra i flussi del vapore e del liquido di formazione della bevanda cambiando gli strozzatori calibrati oppure utilizzando elettro valvole a controllo proporzionale. In entrambi i casi si riscontrano costi elevati e difficoltà funzionali non compatibili con le impostazioni progettuali della macchina.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare un procedimento per effettuare il riscaldamento del liquido di formazione della bevanda con la temperatura adeguata ad ogni tipologia di bevanda e, nell’ambito di una stessa bevanda, temperature diverse a seconda degli specifici desideri dell 'utilizzatore. Ulteriore scopo è quello di realizzare un procedimento del tipo sopra specificato, che consenta di venire automatizzato, particolarmente anche se non esclusivamente, su una macchina per caffè espresso, sia essa del tipo da bar oppure del tipo per distribuzione automatica di bevande.

Lo scopo viene conseguito con un procedimento in accordo con la rivendicazione I che segue e con una apparecchiatura in accordo con la rivendicazione 21.

L invenzione verrà ora maggiormente descritta con riferimento ad un esempio di sua realizzazione fornito a titolo indicativo e non limitativo illustrato nei disegni allegati in cui:

- la figura 1 rappresenta uno schema di una apparecchiatura per il riscaldamento del liquido di formatura di una bevanda secondo Γ invenzione;

- la figura 2 rappresenta uno schema di una apparecchiatura per il riscaldamento del liquido di formazione della bevanda e per la erogazione della bevanda formata.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è stata indicata una sorgente di acqua calda e vapore. In via di esempio, la sorgente 1 può essere la caldaia di una macchina per la preparazione di caffè espresso, cappuccino ed altre bevande, del tipo descritto in W02002/008296 la quale è in grado di fornire energia al vapore mantenendo la sua pressione di erogazione in una fascia di oscillazione molto stretta e quindi con un flusso praticamente costante. Grazie alla gestione intelligente dell’accumulo di energia, questo tipo di caldaia può fornire alla apparecchiatura per il riscaldamento del liquido di formazione della bevanda il calore necessario senza penalizzare gli altri eventuali servizi e senza la necessità di incrementare la potenza installata.

Con 2 è illustrato un serbatoio, eventualmente refrigerato in modo convenzionale, per il liquido di formazione della bevanda. Tale liquido può essere latte fresco oppure del tipo a lunga conservazione. In alternativa può essere semplicemente acqua a temperatura ambiente.

In quest’ultimo caso, il serbatoio 2 può essere vantaggiosamente sostituito da una sorgente 3 rappresentata da un convenzionale raccordo alla rete di distribuzione di acqua potabile che può essere anche vantaggiosamente utilizzata, dopo il riscaldamento, per il lavaggio delle tubature della apparecchiatura, come si potrà meglio apprezzare dal seguito della descrizione.

Dal serbatoio 2 oppure dalla sorgente 3 del liquido preposto alla formazione della bevanda si diparte un condotto 4 il quale perviene ad un punto di erogazione indicato con 5, sfociante in un contenitore di raccolta, ad esempio entro una tazza 5a.

Sul condotto 4 è posta una pompa 6 la quale può essere vantaggiosamente una pompa di tipo peristaltico anche a velocità variabile.

A valle della pompa 6 è previsto uno strozzatore 7 del tipo calibrato.

Un ulteriore condotto 8 è posto tra la sorgente di vapore della caldaia 1 ed un punto 9 di confluenza entro il condotto 4 del liquido di formazione della bevanda. Tale punto di confluenza 9 si trova tra lo strozzatore calibrato 7 ed il punto di erogazione 5 del liquido di formazione della bevanda.

Attivando la pompa 6, il liquido, attraverso il condotto 4 e lo strozzatore calibrato 7, viene inviato, con una pressione prestabilita, al punto di confluenza 9.

Sul condotto 8 è posta una elettro valvola 10, del tipo on-off, la quale viene azionata contemporaneamente alla pompa 6 tramite una unità di controllo e di programmazione UCP programmabile con modalità che risulteranno chiare dal seguito della presente descrizione. Nel condotto 8 può essere inserito anche un ulteriore strozzatore calibrato 11.

Quando, nel punto di confluenza 9, il vapore, proveniente dal condotto 8, entra in contatto con il liquido freddo proveniente dal serbatoio 2 o dalla sorgente 3, spinto dalla pompa 6, esso si condensa e cede il calore di condensazione e parte del suo calore specifico al liquido, latte od acqua, che arriva lungo il condotto 4.

In accordo con l’invenzione, tramite la unità di controllo e di programmazione UCP, la valvola 10 che, come sopra riferito, è di tipo on - off, viene attivata ad impulsi in modo da erogare quantità di vapore secondo frequenze c cicli variabili.

La temperatura finale di una certa quantità di liquido di formazione della bevanda nella quale è stata condensata una certa quantità di vapore, una volta prefissata la temperatura iniziale del liquido e quella del vapore, dipende soltanto dal rapporto tra la quantità finale di liquido erogato e dalla quantità di vapore in esso condensato come somma della quantità di tutti i singoli impulsi.

Non è necessario che la condensazione del vapore nel liquido avvenga con flusso costante.

In accordo con l’invenzione è quindi possibile impostare la temperatura desiderata del liquido in uscita dal punto di confluenza 9 verso il punto di erogazione 5 ed effettuare il riscaldamento del liquido di formazione della bevanda con la temperatura adeguata ad ogni tipologia di bevanda e, neH’ambito di una stessa bevanda, temperature diverse a seconda degli specifici desideri delfutilizzatore. In accordo con rapparecchiatura di figura 1, il contenitore a tazza 5a può essere direttamente utilizzato per la formazione della bevanda ponendo in esso un dose di preparato quale, ad esempio, una bustina di te o di camomilla, oppure una dose di caffè solubile od anche di latte condensato.

In alternativa, il contenitore 5a può essere utilizzato anche solo per la raccolta di un quantitativo di acqua oppure di latte riscaldato alla temperatura desiderata programmabile nella unità di controllo e programmazione UCP.

Con riferimento alla figura 2 si osserva che al punto di erogazione 5 del liquido di formazione della bevanda è collegato un dosatore 12 per contenere e dosare un preparato specifico per una determinata bevanda, ad esempio cioccolato in polvere oppure in forma liquida con o senza prodotti aromatizzanti.

In alternativa, il preparato può essere un estratto per brodo vegetale oppure animale, come pure un prodotto comprendente [atte in polvere, oppure polvere di calle solubile, oppure ancora prodotti in forma di sciroppo.

Il dosatore 12 è collegato ad una camera mescolatrice 13, provvista, se necessario, di un convenzionale frullino, non illustrato, nella quale la bevanda viene preparata se questa è del tipo da richiedere una particolare azione di mescolatura e frullatura come nel caso di bevande a base di cioccolato i cui preparati possono essere in forma liquida ma anche cremosa e comprendere ingredienti ed aromi secondo particolari ricette gastronomiche.

La camera mescolatrice 13 è provvista a sua volta di un beccuccio di erogazione 14 che perviene ad un sottostante contenitore di raccolta della bevanda, schematizzato nella tazza 15.

Con il procedimento e la apparecchiatura secondo l’invenzione si può pertanto non solo riscaldare il liquido di formazione di una particolare bevanda alla temperatura desiderata ma procedere anche alla erogazione di una molteplicità di bevande l’una diversa daH’altra associando al punto di erogazione 5 del liquido di formazione riscaldato, più gruppi operativi comprendenti rispettivi dosatori 12 e camere di miscelazione 13, con possibilità di elevata automatizzazione.

Un caso particolare di bevanda ottenibile tramite il procedimento e la apparecchiatura secondo l’invenzione è la cioccolata calda con temperature in tazza che possono variare a seconda delle esigenze delPutilizzatore.

TABELLA 1

Ad esempio, come si può rilevare dalla TABELLA 1 che precede, partendo da 30 grammi di preparato di cioccolato in polvere, da acqua a 15°C pompata, tramite la pompa 6, con una portata costante di 12 grammi/secondo e da vapore a 123°C, erogato dalla caldaia 1 attraverso una elettro valvola 10 con una portata di 1,8 grammi/secondo, si possono ottenere 150 grammi di bevanda di cioccolata la cui temperatura in tazza risulta compresa tra 58°C e 82°C, a seconda del rapporto dei tempi di apertura e chiusura della valvola 10 nell’ambito di uno stesso ciclo applicato alla valvola per 5 volte consecutive.

Naturalmente il numero di cicli da applicare alla valvola 10, la durata complessiva di ciascun ciclo ed il rapporto tra il tempo di apertura ed il tempo di chiusura della valvola 10 nell’ ambito del ciclo, possono variare a seconda delle necessità ed i loro valori vengono predisposti nella memoria della unità di controllo e programmazione UCP che comanda sia la pompa 6 che la elettro valvola 10.

Giova rilevare che, con il procedimento secondo l’invenzione, si consegue una elevata rapidità di trasmissione del calore al liquido di formazione della bevanda. Infatti, con il vapore proveniente dalla caldaia 1, ad esempio da una caldaia di una macchina per caffè espresso, grazie alle calorie accumulate nel vapore surriscaldato, è possibile riscaldare, ad esempio, un litro di latte in un minuto da 5 °C a 80 °C erogando una potenza di otre 5000 watt.

Si può quindi conseguire la possibilità di erogare bevande con una corretta temperatura anche con elevate frequenze di erogazione.

Inoltre, in virtù della disponibilità del liquido di preparazione a temperature sempre sostanzialmente elevate, come indicate in via di esempio non limitativo nella TABELLA 1, risulta possibile conseguire, nella bevanda di cioccolata, sebbene erogata automaticamente, una densità tale da renderla sostanzialmente uguale ad una analoga bevanda preparala manualmente con metodi tradizionali.

Infine, grazie alla disponibilità di acqua ad elevata temperatura anche in seguito a cicli operativi ravvicinati, il procedimento secondo l’invenzione consente di effettuare con efficacia il lavaggio delle tubazioni della apparecchiatura ed in particolare della camera di miscelazione 12 sebbene i residui della bevanda in tale camera dovessero presentarsi con densità relativamente elevata.

Claims (32)

1. RIVENDICA ZIONI Procedimento per il riscaldamento a diverse temperature desiderate di una dose di liquido destinato alla formazione di una bevanda calda, caratterizzato per il fatto che almeno un impulso, avente durata predeterminata, di un llusso di vapore a portata costante predeterminata proveniente da una sorgente di vapore viene fatto confluire entro un flusso di portata costante predeterminata di detto liquido di formazione della bevanda, proveniente da una rispettiva sorgente,.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che detto impulso, avente durata predeterminata, è ripetuto ciclicamente per un numero predeterminato di volte.
3. 3. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato per il fatto che la durata di ciascun impulso di flusso di vapore c pari all’intervallo di tempo previsto tra un impulso ed il successivo.
4. 4. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato per il fatto che la durata di ciascun impulso di flusso di vapore è maggiore dell’intervallo di tempo previsto tra un impulso ed il successivo.
5. 5. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato per il fatto che la durata di ciascun impulso di flusso di vapore è minore dell’ intervallo di tempo previsto tra un impulso ed il successivo.
6. 6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto liquido di formazione della bevanda è costituito da acqua prelevata da una sorgente.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui la sorgente dell’acqua è una rete di distribuzione idrica.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui la sorgente dell’acqua è costituita da un serbatoio.
9. 9<.>Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto liquido per la formazione della bevanda è costituito da latte prelevato da un relativo contenitore.
10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui il latte è del tipo a lunga conservazione.
11. 11. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui il detto flusso di vapore è costituito da vapore surriscaldato.
12. 12. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui la sorgente di detto flusso di vapore è costituita dalla caldaia di una macchina per la preparazione ed erogazione di caffè espresso.
13. 13. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12 caratterizzato per il fatto che include la fase in cui una dose di preparato per la formazione della bevanda viene fatta confluire entro la dose di liquido riscaldata e la fase in cui la bevanda viene erogata.
14. 14. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12 caratterizzato per il fatto che una dose di liquido riscaldata viene fatta confluire entro una dose di preparato per la formazione della bevanda e la fase in cui la bevanda viene erogata.
15. 15. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la formazione della bevanda contiene cioccolato in forma di polvere.
16. 16. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la formazione della bevanda contiene cioccolato in forma liquida.
17. 17. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la formazione della bevanda comprende latte condensato.
18. 18. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la formazione della bevanda contiene almeno un estratto per brodo.
19. 19<.>Procedimento secondo la rivendicazione 18 in cui detto estratto per brodo è di tipo animale.
20. 20. Proced<i>mento secondo la rivendicazione 18 in cui detto estratto per brodo è di tipo vegetale.
21. 21. Procedimento secondo una cjualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la formazione della bevanda è un prodotto vegetale in forma di foglia.
22. 22. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la formazione della bevanda è un prodotto vegetale in forma di sciroppo.
23. 23. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la formazione della bevanda è un prodotto vegetale in forma di polvere.
24. 24. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la fon-nazione della bevanda è un prodotto che comprende caffè solubile.
25. 25. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14 in cui detto preparato per la formazione della bevanda c un prodotto che comprende latte in polvere.
26. 26. Apparecchiatura per il riscaldamento a diverse temperature desiderate di una dose di liquido destinato alla formazione di una bevanda calda comprendente una sorgente di vapore d’acqua (1) ed una sorgente (2, 3) di liquido per la formazione della bevanda, caratterizzata per il fatto che include un condotto (4) di alimentazione del liquido di formazione della bevanda tra la detta sorgente di liquido (2, 3) ed un punto di erogazione (5), mezzi di pompaggio (6) posti su tale condotto (4) generanti un flusso di liquido a portata costante predeterminata, un condotto (8) di alimentazione del vapore tra la sorgente di vapore (1) ed un punto di confluenza (9) entro il detto condotto (4) di alimentazione del liquido di formazione della bevanda posto tra i detti mezzi di pompaggio (6) e detto punto di erogazione (5), mezzi di intercettazione (10) in detto condotto (8) atti a determinare impulsi di flusso di vapore a portata costante predeterminata, nonché una unità di controllo e di programmazione (UCP) per comandare ad impulsi di durata programmata detti mezzi di intercettazione (10).
27. 27. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 26, in cui detti mezzi di pompaggio (6) del liquido di formazione della bevanda comprendono una pompa peristaltica.
28. 28. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 27, in cui detta pompa peristaltica è a velocità variabile.
29. 29. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 26, in cui detti mezzi di intercettazione (10) sono costituiti da una elettro valvola del tipo on-off
30. 30. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 26, caratterizzata per il fatto che include mezzi strozzatori calibrati (7) posti su detto condotto (4) proveniente dalla sorgente (2, 3) del liquido di formazione della bevanda e mezzi strozzatori calibrati (11) posti su detto condotto (8) di alimentazione del vapore.
31. 31. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 26, in cui la sorgente di vapore è costituita dalla caldaia di una macchina per la preparazione ed erogazione di caffè.
32. 32. Apparecchiatura in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 26 a 31 caratterizzata per il fatto che include un dosatore (12) del preparato per la formazione della bevanda, una camera di miscelazione (13) in comunicazione con detto dosatore (12) nonché in comunicazione con il punto di erogazione (5) della dose riscaldata del detto liquido di formazione della bevanda, detta camera di miscelazione (13) essendo provvista di una bocca (14) di erogazione della bevanda preparata.