ITMI20091845A1

ITMI20091845A1 - COFFEE MACHINE WITH REGULATION OF DELIVERY PRESSURE AND RELATIVE METHOD.

Info

Publication number: ITMI20091845A1
Application number: IT001845A
Authority: IT
Inventors: Andrea Coccia
Original assignee: Gruppo Cimbali Spa
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-04-24
Also published as: IT1396581B1

Description

Macchina per caffè con regolazione della pressione di erogazione e metodo relativo. Coffee machine with adjustment of the brewing pressure and relative method.

La presente invenzione è relativa ad una macchina per caffè provvista di regolazione della pressione dell’acqua e ad un metodo per controllare la pressione nella camera di infusione di una macchina per caffè. The present invention relates to a coffee machine equipped with water pressure regulation and a method for controlling the pressure in the infusion chamber of a coffee machine.

Il caffè, inteso come bevanda, è sempre stato molto diffuso ed apprezzato; in effetti al giorno d’oggi esso si presenta in numerose varietà, che differiscono tra loro sia per la miscela di partenza, sia per le modalità di estrazione della bevanda. Coffee, intended as a drink, has always been very popular and appreciated; in fact, nowadays it comes in numerous varieties, which differ from each other both in the starting blend and in the way the drink is extracted.

In particolare, il caffè espresso è una bevanda ottenuta istantaneamente utilizzando una macchina per caffè che forza il passaggio dell’acqua calda attraverso uno strato di caffè macinato, i.e. polvere di caffè, contenuto in un contenitore di infusione, generalmente un filtro metallico. L’acqua che passa attraverso lo strato di caffè deve essere riscaldata ad una certa temperatura ed è soggetta ad una certa pressione, dove la pressione e la temperatura ottimali sono selezionate anche in dipendenza anche dalla miscela di partenza. In particular, espresso coffee is a drink obtained instantly using a coffee machine that forces hot water to pass through a layer of ground coffee, i.e. coffee powder, contained in an infusion container, usually a metal filter. The water that passes through the layer of coffee must be heated to a certain temperature and is subjected to a certain pressure, where the optimum pressure and temperature are also selected depending also on the starting blend.

La polvere di caffè per la preparazione dell'espresso è tipicamente ottenuta attraverso la macinatura o la comminuzione di grani di caffè tostato. The coffee powder for the preparation of espresso is typically obtained by grinding or comminution of roasted coffee beans.

Per forzare il passaggio dell’acqua calda attraverso la polvere di caffè, le prime macchine utilizzavano la spinta della pressione generata dalla caldaia a vapore saturo del valore di 1 ÷ 1,5 bar. Una pressione da 1 a 1,5 bar corrisponde ad una temperatura superiore ai 100°C e poiché, per ottenere una buona qualità della bevanda, l’acqua per la sua preparazione non deve superare i 100 °C, il caffè ottenuto con quelle macchine tendeva ad avere un sapore di “bruciato”. To force the passage of hot water through the coffee powder, the first machines used the thrust of the pressure generated by the saturated steam boiler of the value of 1 ÷ 1.5 bar. A pressure from 1 to 1.5 bar corresponds to a temperature above 100 ° C and since, to obtain a good quality of the drink, the water for its preparation must not exceed 100 ° C, the coffee obtained with those machines it tended to have a "burnt" flavor.

Per rimediare a questo problema, sono stati sviluppate delle macchine per caffè aventi mezzi meccanici di compressione che permettono di ottenere un’infusione a circa 100°C con una pressione relativamente elevata. To remedy this problem, coffee machines have been developed with mechanical compression means that allow to obtain an infusion at about 100 ° C with a relatively high pressure.

Il brevetto CH 262 232 descrive un rubinetto per un apparato per la preparazione del caffè espresso che comprende un cilindro comunicante con la parte inferiore della caldaia e contenente un pistone cavo atto ad essere sollevato in contrasto con una molla, lasciando entrare l’acqua nel pistone, e ad essere abbassato per azione della molla per espellere l’acqua attraverso il fondo del cilindro che è costituito da un filtro amovibile atto a contenere la polvere di caffè. Patent CH 262 232 describes a tap for an apparatus for preparing espresso coffee which comprises a cylinder communicating with the lower part of the boiler and containing a hollow piston capable of being raised against a spring, allowing the water to enter the piston , and to be lowered by the action of the spring to expel the water through the bottom of the cylinder which consists of a removable filter adapted to contain the coffee powder.

Il brevetto US 2,878,747 divulga una macchina per caffè che include una caldaia per l’acqua bollente, un percolatore di caffè supportato da una mensola di supporto e comprendente una camera di infusione, un cilindro sopra la camera avente un ingresso, un condotto che connette l’ingresso con la caldaia per condurre acqua bollente nel cilindro, un pistone reciprocabile nel cilindro per controllare l’ingresso e spingere l’acqua bollente nella camera di infusione con l’abbassamento del pistone. US patent 2,878,747 discloses a coffee machine which includes a boiler for boiling water, a coffee percolator supported by a support shelf and comprising an infusion chamber, a cylinder above the chamber having an inlet, a conduit connecting the '' inlet with the boiler to conduct boiling water into the cylinder, a reciprocable piston in the cylinder to control the inlet and push the boiling water into the brewing chamber with the lowering of the piston.

Il brevetto US 3,119,322 descrive una macchina per caffè che ha un contenitore per l’infusione dell’acqua, una pompa per creare la pressione nel contenitore, un motore elettrico per alimentare tale pompa, e gruppi di preparazione del caffè connesso al contenitore e che hanno semplici rubinetti di distribuzione, un albero ruotabile disposto lungo i gruppi ed essendo provvista di camme, un commutatore nel circuito del motore posizionato per essere attuato dall’asse, nella quale i rubinetti hanno leve di operazione manuale, ciascuna posizionata in modo da impegnare una delle camme per ruotare l’albero che attua il commutatore ed aziona il motore. US patent 3,119,322 describes a coffee machine which has a container for infusing the water, a pump to create the pressure in the container, an electric motor to power said pump, and coffee preparation units connected to the container and which have simple distribution taps, a rotatable shaft arranged along the groups and being provided with cams, a commutator in the motor circuit positioned to be actuated by the axis, in which the taps have manual operation levers, each positioned so as to engage one of the cams to rotate the shaft which actuates the commutator and drives the motor.

Per contrastare la maggiore spinta dell’acqua nella camera di infusione per mezzo di sistemi meccanici, il caffè viene in generale macinato finemente così da aumentare la superficie di contatto complessiva con l’acqua e ottenere una migliore estrazione della bevanda con impiego di minori quantità di macinato. To counteract the greater thrust of the water in the infusion chamber by means of mechanical systems, the coffee is generally finely ground so as to increase the overall contact surface with the water and obtain a better extraction of the drink with the use of smaller quantities of ground.

Con lo sviluppo di dispositivi idraulici per aumentare la pressione dell’acqua immessa nella camera di infusione senza dover variare la temperatura, è stato possibile generare pressioni elevate, anche di 10 bar o superiori. Tuttavia, si è osservato che l’utilizzo di una pressione al di sopra dei 10 bar può comportare effetti negativi. Un innalzamento di pressione oltre ad un certo valore rende di fatto necessario macinare il caffè molto finemente e quindi affinare i filtri con il risultato che, ad un certo punto, l’eccessiva polverizzazione poteva provocare l’ostruzione del filtro con problemi di forti sollecitazioni degli organi di tenuta e i condotti e conseguente peggioramento della qualità della bevanda. With the development of hydraulic devices to increase the pressure of the water introduced into the infusion chamber without having to vary the temperature, it has been possible to generate high pressures, even of 10 bar or higher. However, it has been observed that the use of a pressure above 10 bar can have negative effects. An increase in pressure in addition to a certain value makes it necessary to grind the coffee very finely and then refine the filters with the result that, at a certain point, the excessive pulverization could cause the filter to clog with problems of strong stresses of the sealing elements and ducts and consequent deterioration of the quality of the drink.

La domanda di brevetto EP 1 210 893 descrive un apparato estrattore di caffè in una macchina distributrice di bevande in tazza, nel quale il caffè è generato fornendo l’acqua calda in un cilindro provvisto di pistone nel quale è caricato il materiale grezzo per mettere in pressione l’interno del cilindro in modo da percolare ed estrarre la soluzione concentrata attraverso un filtro. L’apparato è provvisto di una pompa per l’acqua calda e di mezzi per il controllo della pompa capaci di variare la quantità fornita di acqua calda nel cilindro. Patent application EP 1 210 893 describes a coffee extraction apparatus in a cup beverage dispensing machine, in which the coffee is generated by supplying hot water in a cylinder equipped with a piston into which the raw material is loaded to put in pressure the inside of the cylinder in order to percolate and extract the concentrated solution through a filter. The apparatus is equipped with a hot water pump and means for controlling the pump capable of varying the amount of hot water supplied in the cylinder.

Il brevetto US 3,230,974 descrive una testa di distribuzione per una macchina per caffè che permette un intervallo di tempo di infusione tra l’apertura del rubinetto e la distribuzione della bevanda. In pratica, prima di applicare la spinta per ottenere il valore di pressione necessario per l’erogazione del caffè, la polvere di caffè macinato viene allagata per un certo periodo di tempo con acqua a pressione inferiore a quella di erogazione, e.g.1,5 bar. US patent 3,230,974 describes a dispensing head for a coffee machine that allows an infusion time interval between the opening of the tap and the dispensing of the beverage. In practice, before applying the thrust to obtain the pressure value necessary for dispensing the coffee, the ground coffee powder is flooded for a certain period of time with water at a pressure lower than the dispensing pressure, e.g. 1.5 bar .

Tipicamente, nelle preparazioni attuali di caffè espresso o anche caffè crème, la temperatura dell’acqua immessa nella camera di infusione è compresa tra circa 88 e 98°C ed in alcune macchine la pressione varia da circa 0,8 a 1,5 bar nel periodo iniziale di infusione portandosi poi a circa 9 bar durante l’estrazione della bevanda. La domanda di brevetto EP 0934719 descrive un procedimento per preparare un caffè espresso da una dose predeterminata di polvere di caffè attraverso la quale passa una predeterminata quantità di acqua calda spinta da una pompa ad una data pressione massima che comprende una fase preliminare durante la quale la dose di polvere di caffè è bagnata da una quantità iniziale di acqua calda ad una pressione inferiore alla data pressione massima per un certo periodo di tempo. Typically, in current preparations of espresso coffee or even crème coffee, the temperature of the water introduced into the infusion chamber is between about 88 and 98 ° C and in some machines the pressure varies from about 0.8 to 1.5 bar in the initial infusion period, then reaching about 9 bar during the extraction of the drink. Patent application EP 0934719 describes a process for preparing an espresso coffee from a predetermined dose of coffee powder through which a predetermined amount of hot water passes, pushed by a pump at a given maximum pressure which includes a preliminary phase during which the coffee powder dose is wetted by an initial quantity of hot water at a pressure lower than the given maximum pressure for a certain period of time.

La dimensione dei grani della polvere di caffè è una variabile che determina il risultato finale della bevanda. The size of the grains of the coffee powder is a variable that determines the final result of the drink.

La domanda di brevetto WO 2009/010190 divulga un metodo per il controllo di un macinino di una macchina per caffè che comprende una fase di misurazione del valore reale i una grandezza fisica relativa al processo di percolazione ed una fase di modifica della granulometria del caffè macinato per almeno la percolazione successiva in modo da compensare un eventuale scostamento rilevato tra il valore reale misurato ed un valore di riferimento per la grandezza fisica. La grandezza fisica può essere la portata di percolazione, il tempo di percolazione o la pressione idraulica del circuito di percolazione. Patent application WO 2009/010190 discloses a method for controlling a grinder of a coffee machine which comprises a step for measuring the real value and a physical quantity relating to the percolation process and a step for modifying the granulometry of the ground coffee. for at least the subsequent percolation in order to compensate for any deviation detected between the real measured value and a reference value for the physical quantity. The physical quantity can be the percolation flow rate, the percolation time or the hydraulic pressure of the percolation circuit.

La diffusione del caffè preparato con il metodo di estrazione nei vari Paesi ha portato a degli adattamenti ai gusti ed agli usi preesistenti. Generalmente si distingue tra un caffè espresso (mediterraneo) erogato in tazza in una quantità che può variare tipicamente da 15 a 25 cm<3>ed un “café crème” erogato in tazza in una quantità che può variare tipicamente da 100 a 120 cm<3>, dove il tempo totale di erogazione è all’incirca uguale nei due casi, ad esempio 25 secondi. Esistono chiaramente numerose varianti comprese all’interno delle due tipologie di caffè menzionate. The spread of coffee prepared with the extraction method in various countries has led to adaptations to pre-existing tastes and uses. Generally a distinction is made between a (Mediterranean) espresso coffee dispensed in a cup in an amount that can typically vary from 15 to 25 cm <3> and a "café crème" dispensed in a cup in an amount that can typically vary from 100 to 120 cm < 3>, where the total delivery time is approximately the same in the two cases, for example 25 seconds. There are clearly numerous variants included within the two types of coffee mentioned.

Per ottenere in uno stesso tempo di erogazione la quantità desiderata per un certo tipo di caffè, è necessario variare la portata dell’acqua per l’erogazione adattando la finezza della macinatura in modo da cambiare la resistenza che il caffè contenuto nel filtro offre al passaggio dell’acqua. To obtain the desired quantity for a certain type of coffee in the same delivery time, it is necessary to vary the water flow rate for delivery by adapting the fineness of the grinding in order to change the resistance that the coffee contained in the filter offers to the passage. water.

Per loro natura, le miscele di caffè differiscono tra di loro per qualità, consistenza, contenuto di grassi, tostatura e umidità. Una variazione di anche una sola di queste caratteristiche rende consigliabile correggere la finezza della macinatura per mantenere costante la portata dell’acqua di erogazione che caratterizza un dato tipo di caffè. D’altra parte, il procedimento di macinazione è difficilmente controllabile in modo accurato e il composto macinato risultante è in generale costituito da una distribuzione di granellini che variano tra di loro per forma e dimensione. Ne consegue che una dose di caffè macinato prelevato dal macinino non è mai esattamente uguale ad un’altra producendo un certo scostamento della resistenza offerta all’acqua dalla polvere di caffè intorno al valore ottimale, e quindi una variazione di portata dell’acqua con conseguente variazione della pressione dell’acqua durante l’erogazione. Il tempo di erogazione può essere preso come parametro di riferimento della resistenza offerta all’acqua. Se il caffè è macinato troppo finemente l’acqua avrà bisogno di molto tempo per attraversare la polvere risultando in una estrazione eccessiva che conferisce alla bevanda un sapore sgradevole. Se il caffè è macinato troppo grosso, l’acqua passa velocemente attraverso la polvere senza riuscire ad estrarre molte delle sostanze. By their nature, coffee blends differ from each other in quality, consistency, fat content, roasting and moisture. A variation of even one of these characteristics makes it advisable to correct the fineness of the grind to keep the delivery water flow rate that characterizes a given type of coffee constant. On the other hand, the grinding process is difficult to control accurately and the resulting ground compound is generally made up of a distribution of grains that vary in shape and size. It follows that a dose of ground coffee taken from the grinder is never exactly the same as another, producing a certain deviation in the resistance offered to water by the coffee powder around the optimal value, and therefore a variation in the water flow rate with consequent variation in water pressure during delivery. The delivery time can be taken as a reference parameter of the resistance offered to water. If the coffee is ground too finely, the water will take a long time to pass through the powder resulting in excessive extraction which gives the drink an unpleasant taste. If the coffee is ground too coarsely, the water passes quickly through the powder without being able to extract many of the substances.

La Richiedente ha osservato che, preferibilmente, determinato un valore nominale di riferimento del tempo di erogazione, te<0>, ad esempio da una valutazione di tipo statistico della qualità delle bevande risultanti da un certo numero di erogazioni, il tempo di erogazione, te, non dovrebbe scostarsi da un dato valore nominale al di fuori di un certo intervallo di variabilità. Ad esempio, se te<0>=25 secondi, te=25±1 s con una deviazione standard massima di ±3 secondi. Un tempo di erogazione al di fuori dell’intervallo di variabilità può indicare una resistenza “anomala” del contenuto del filtro offerta all’acqua e quindi un degrado di qualità nella bevanda risultante. The Applicant has observed that, preferably, having determined a nominal reference value of the dispensing time, te <0>, for example from a statistical evaluation of the quality of the beverages resulting from a certain number of dispensings, the dispensing time, te , should not deviate from a given nominal value outside a certain range of variability. For example, if te <0> = 25 seconds, te = 25 ± 1 s with a maximum standard deviation of ± 3 seconds. A dispensing time outside the range of variability may indicate an "anomalous" resistance of the filter content offered to the water and therefore a degradation of quality in the resulting beverage.

La Richiedente ha realizzato che sarebbe vantaggioso poter eseguire in modo controllato l’erogazione della bevanda, in particolare e possibilmente agire sulla pressione dell’acqua in risposta ad una variazione del macinato di caffè. The Applicant has realized that it would be advantageous to be able to perform the dispensing of the beverage in a controlled manner, in particular and possibly act on the water pressure in response to a variation in the ground coffee.

Uno scopo della presente invenzione è realizzare una macchina per caffè in grado di erogare delle bevande preparate da differenti miscele di materiale grezzo e/o differente finezza di macinatura e/o definite da differenti processi di preparazione. An object of the present invention is to provide a coffee machine capable of dispensing beverages prepared from different blends of raw material and / or different fineness of grinding and / or defined by different preparation processes.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è realizzare una macchina per caffè che consenta il controllo dell’intero ciclo di pressurizzazione del caffè durante l’erogazione agendo sul valore della portata d’acqua in modo da consentire una regolazione della preparazione della bevanda finalizzata a garantire una buona qualità della bevanda. A further object of the present invention is to provide a coffee machine which allows the entire pressurization cycle of the coffee to be controlled during delivery by acting on the value of the water flow rate so as to allow adjustment of the beverage preparation aimed at ensuring a good quality of the drink.

In un aspetto, la presente invenzione è diretta ad una machina per caffè comprendente un sistema di controllo della pressione di erogazione. Con “pressione di erogazione” si intende la pressione dell’acqua alimentata all’unità filtro che contiene il caffè macinato. In one aspect, the present invention is directed to a coffee machine comprising a dispensing pressure control system. With "dispensing pressure" we mean the pressure of the water fed to the filter unit that contains the ground coffee.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad una macchina per caffè per produrre ed erogare bevande a base di caffè comprendente: una pompa idraulica; un dispositivo erogatore comprendente una unità filtro atta a contenere polvere di caffè ed una unità di alimentazione atta ad immettere acqua all’unità filtro quando l’unità filtro è impegnata all’unità di alimentazione e un circuito idraulico che mette in comunicazione fluida la pompa idraulica con l’unità di alimentazione del dispositivo erogatore, il circuito idraulico comprendendo un condotto di alimentazione che immette acqua calda in pressione all’unità di alimentazione, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un sistema di controllo della pressione di erogazione che comprende un’unità di controllo, un sensore di pressione disposto lungo il circuito idraulico e atto a generare un segnale di controllo rappresentativo della pressione rilevata, il sensore di pressione essendo collegato elettronicamente ad un’unità di controllo per rilevare la pressione di erogazione, nel quale sistema la pompa idraulica è atta ad erogare quantità variabili di acqua ed è azionabile da un dispositivo elettronico di comando controllato elettronicamente dall’unità di controllo per regolare la portata dell’ acqua erogata dalla pompa in funzione di un valore di pressione di erogazione rilevato. In particular, the present invention relates to a coffee machine for producing and dispensing coffee-based beverages comprising: a hydraulic pump; a dispensing device comprising a filter unit suitable for containing coffee powder and a feeding unit suitable for introducing water to the filter unit when the filter unit is engaged with the supply unit and a hydraulic circuit which puts the hydraulic pump in fluid communication with the supply unit of the dispensing device, the hydraulic circuit comprising a supply conduit which introduces pressurized hot water to the supply unit, characterized in that it further comprises a dispensing pressure control system which comprises a supply unit control, a pressure sensor arranged along the hydraulic circuit and able to generate a control signal representative of the detected pressure, the pressure sensor being electronically connected to a control unit for detecting the delivery pressure, in which it arranges the hydraulic pump it is suitable for delivering variable quantities of water and can be operated by a dis electronic positive control electronically controlled by the control unit to adjust the flow rate of the water delivered by the pump according to a detected delivery pressure value.

In un ulteriore aspetto la presente invenzione è diretta ad un metodo di controllo della pressione di erogazione in una macchina per caffè. In a further aspect the present invention is directed to a method of controlling the dispensing pressure in a coffee machine.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un metodo per controllare la pressione di erogazione in una macchina per caffè per produrre ed erogare bevande a base di caffè che include un dispositivo erogatore comprendente una unità filtro atta a contenere polvere di caffè, il metodo comprendendo: fornire una predeterminata quantità d’acqua da una pompa idraulica con una portata corrispondente ad almeno un valore di pressione di erogazione nominale ad un circuito idraulico in comunicazione fluida con la pompa idraulica e con il dispositivo erogatore, la pompa idraulica essendo azionabile tramite un dispositivo elettronico di comando; rilevare almeno un valore di pressione d’erogazione dell’acqua attraverso un sensore di pressione disposto lungo il circuito idraulico, e se l’almeno un valore rilevato della pressione di erogazione si discosta dall’almeno un valore di pressione nominale, regolare la portata dell’acqua erogata dalla pompa in funzione dell’almeno un valore di pressione di erogazione rilevato. In particular, the present invention relates to a method for controlling the dispensing pressure in a coffee machine for producing and dispensing coffee-based beverages which includes a dispensing device comprising a filter unit adapted to contain coffee powder, the method comprising : supplying a predetermined quantity of water from a hydraulic pump with a flow rate corresponding to at least one nominal delivery pressure value to a hydraulic circuit in fluid communication with the hydraulic pump and with the dispensing device, the hydraulic pump being operable by means of a device electronic control; detect at least one water supply pressure value through a pressure sensor arranged along the hydraulic circuit, and if the at least one measured supply pressure value deviates from the at least one nominal pressure value, adjust the flow rate of the water delivered by the pump as a function of the at least one delivery pressure value detected.

Nella presente descrizione e rivendicazioni annesse, con “infusione” si indica la fase di bagnatura della polvere di caffè contenuta nel filtro e con “estrazione” si indica la fase che utilizza il processo tecnico che forza a pressione l’acqua calda attraverso la polvere di caffè. In the present description and annexed claims, "infusion" indicates the wetting phase of the coffee powder contained in the filter and "extraction" indicates the phase that uses the technical process that forces hot water through the powder coffee.

La fase di infusione è in generale realizzata ad una pressione inferiore alla pressione di estrazione. La fase di erogazione indica la fase complessiva di preparazione della bevanda comprendente la fase di infusione e la fase di estrazione. The infusion phase is generally carried out at a pressure lower than the extraction pressure. The dispensing phase indicates the overall phase of preparation of the beverage comprising the infusion phase and the extraction phase.

La presente invenzione sarà qui di seguito descritta in modo più dettagliato con riferimento ai disegni uniti, nei quali alcune ma non tutte le forme di realizzazione pratica sono mostrate. I disegni che illustrano le forme di realizzazione sono rappresentazioni schematiche non su scala. The present invention will hereinafter be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which some but not all of the practical embodiments are shown. The drawings illustrating the embodiments are schematic representations not to scale.

- La figura 1 rappresenta un circuito idraulico ed un circuito di controllo per una macchina per caffè secondo una forma realizzativa in accordo con la presente invenzione. Figure 1 represents a hydraulic circuit and a control circuit for a coffee machine according to an embodiment according to the present invention.

- Le figure 2a-2c sono delle rappresentazioni grafiche della pressione dell’acqua in funzione del tempo per una fase singola di erogazione, secondo alcune forme realizzative dell’invenzione. - Figures 2a-2c are graphical representations of the water pressure as a function of time for a single delivery phase, according to some embodiments of the invention.

La figura 1 illustra schematicamente un circuito idraulico per una macchina da caffè espresso che alimenta un dispositivo erogatore del caffè, complessivamente indicato con 13. Una caldaia convenzionale 1 per la produzione di acqua calda e vapore è alimentata, in modo convenzionale e non indicato in figura, da una sorgente idrica esterna di acqua fredda 2. La sorgente idrica 2, tramite un condotto 3 ed una pompa idraulica 4, alimenta uno scambiatore di calore 5, pure convenzionale, posizionato all’interno della caldaia 1. La pompa idraulica 4 è una pompa a motore azionato da un dispositivo elettronico di comando. Figure 1 schematically illustrates a hydraulic circuit for an espresso coffee machine which feeds a coffee dispensing device, indicated as a whole by 13. A conventional boiler 1 for the production of hot water and steam is fed, in a conventional way and not shown in the figure. , from an external cold water source 2. The water source 2, through a duct 3 and a hydraulic pump 4, feeds a heat exchanger 5, also conventional, positioned inside the boiler 1. The hydraulic pump 4 is a motor pump driven by an electronic control device.

L’uscita di tale scambiatore di calore 5, tramite un condotto 6, alimenta acqua riscaldata ad un punto di miscelazione 7 al quale perviene pure un condotto 8 collegato al condotto 3, portante acqua fredda. The outlet of this heat exchanger 5, through a duct 6, feeds heated water to a mixing point 7 which also reaches a duct 8 connected to the duct 3, carrying cold water.

Sul condotto di acqua calda 6 e sul condotto di acqua fredda 8, a monte del punto di miscelazione 7, sono facoltativamente inseriti dei calibratori di flusso indicati rispettivamente con 9 e 10. On the hot water duct 6 and on the cold water duct 8, upstream of the mixing point 7, flow calibrators indicated respectively 9 and 10 are optionally inserted.

Tali calibratori di flusso consentono di regolare la quantità di acqua fredda rispetto all’acqua calda in modo da ottenere un flusso di acqua miscelata nel condotto di alimentazione 11 ad una temperatura di alimentazione T1. A valle del punto di miscelazione 7, l’acqua miscelata perviene al dispositivo erogatore 13. These flow calibrators allow you to adjust the amount of cold water with respect to hot water in order to obtain a flow of mixed water in the supply duct 11 at a supply temperature T1. Downstream of the mixing point 7, the mixed water reaches the dispensing device 13.

Il dispositivo erogatore 13 comprende un’unità di alimentazione 14 per dispensare l’acqua a pressione ad una unità filtro 31, quest’ultima comprendente un porta filtro 15, un filtro 16 ed un ugello 17, per la erogazione del caffè sotto il quale trova posizione operativa una tazzina di raccolta 18. Nell’esempio illustrato, l’unità di alimentazione 14 include ad una camera di riscaldamento 12, in forma di una caldaietta, ed un canale 25 di erogazione ricavato nell’unità di alimentazione 14, nell’esempio particolare nella struttura che funge da base della camera di riscaldamento, il canale sfociando immediatamente a monte del filtro 16. The dispensing device 13 comprises a feeding unit 14 for dispensing water under pressure to a filter unit 31, the latter comprising a filter holder 15, a filter 16 and a nozzle 17, for dispensing the coffee under which it is operative position a collection cup 18. In the illustrated example, the supply unit 14 includes a heating chamber 12, in the form of a boiler, and a dispensing channel 25 obtained in the supply unit 14, in the example particular in the structure that acts as the base of the heating chamber, the channel flowing immediately upstream of the filter 16.

Mezzi di collegamento 19 sono previsti sull’unità di alimentazione 14 per il collegamento rimovibile del porta filtro 15. Connection means 19 are provided on the power supply unit 14 for the removable connection of the filter holder 15.

La pluralità di condotti che mettono in comunicazione fluida la pompa con il dispositivo erogatore, ed in particolare con l’unità filtro forma un circuito idraulico. The plurality of ducts that put the pump in fluid communication with the dispensing device, and in particular with the filter unit, forms a hydraulic circuit.

All’interno della camera di riscaldamento 12 è posta una resistenza elettrica 20 per il riscaldamento dell’acqua sino ad una temperatura T2 di erogazione adatta alla formazione della bevanda caffè, la quale temperatura è maggiore della temperatura T1 posseduta dall’acqua a valle del punto di miscelazione 7 che svolge la funzione di sorgente nei confronti della camera di riscaldamento 12. Inside the heating chamber 12 there is an electric resistance 20 for heating the water up to a delivery temperature T2 suitable for the formation of the coffee beverage, which temperature is higher than the temperature T1 possessed by the water downstream of the point mixing valve 7 which acts as a source for the heating chamber 12.

L’acqua calda in pressione viene fatta pervenire tramite il condotto di alimentazione 11 alla camera di riscaldamento 12 attraverso l’ingresso 30, nella quale viene stabilizzata in temperatura e da questa viene immessa all’unità filtro 31. Specificamente, l’acqua viene immessa al porta filtro 15, tramite un condotto 23 che collega l’uscita 24 della camera di riscaldamento 12 all’ingresso 29 del canale di erogazione 25. The pressurized hot water is conveyed through the supply duct 11 to the heating chamber 12 through the inlet 30, where it is stabilized in temperature and from this is fed to the filter unit 31. Specifically, the water is introduced to the filter holder 15, through a conduit 23 which connects the outlet 24 of the heating chamber 12 to the inlet 29 of the delivery channel 25.

Nel condotto 23 è posta una elettro valvola 26 che ha almeno due posizioni operative. Tale elettro valvola 26, in una posizione, determina l’alimentazione dell’acqua al porta filtro e quindi la formazione della bevanda, nell’altra posizione interrompe l’alimentazione dell’acqua e risulta in comunicazione con uno scarico 27 esterno alla macchina. In the duct 23 there is an electro valve 26 which has at least two operating positions. This electro valve 26, in one position, determines the water supply to the filter holder and therefore the formation of the drink, in the other position it interrupts the water supply and results in communication with a drain 27 external to the machine.

Un sensore di pressione 21 è disposto lungo il circuito idraulico in comunicazione fluida con la pompa ed il dispositivo erogatore. Preferibilmente, il sensore di pressione è disposto lungo il condotto di collegamento 23 che porta l’acqua in pressione dalla camera di riscaldamento 12 al canale 25 di erogazione, a monte della elettro valvola 26 oppure a valle dell’elettro valvola 26, in prossimità dell’ingresso 29 del canale 25. In una particolare forma di realizzazione preferita, il sensore di pressione è posto a monte della elettro valvola di intercettazione per prevenire la possibilità che residui di polvere di caffè dal canale erogatore possano sporcare il sensore. A pressure sensor 21 is arranged along the hydraulic circuit in fluid communication with the pump and the dispensing device. Preferably, the pressure sensor is arranged along the connection duct 23 which carries the pressurized water from the heating chamber 12 to the delivery channel 25, upstream of the solenoid valve 26 or downstream of the solenoid valve 26, near the inlet 29 of channel 25. In a particular preferred embodiment, the pressure sensor is placed upstream of the electro interception valve to prevent the possibility that residues of coffee powder from the dispensing channel can dirty the sensor.

In una diversa forma di realizzazione (non mostrata in figura), il sensore di pressione è disposto lungo il condotto di alimentazione 11. In a different embodiment (not shown in the figure), the pressure sensor is arranged along the supply duct 11.

In una ulteriore forma realizzativa (non mostrata in figura), il sensore di pressione è posto nella camera di riscaldamento 12. In a further embodiment (not shown in the figure), the pressure sensor is placed in the heating chamber 12.

In generale, è preferibile che il sensore di pressione misuri la pressione effettiva dell’acqua erogata all’unità filtro. Preferibilmente, il sensore è disposto in prossimità del dispositivo erogatore. In general, it is preferable that the pressure sensor measures the actual pressure of the water delivered to the filter unit. Preferably, the sensor is arranged in proximity to the dispensing device.

Il sensore di pressione 21 è atto a generare un segnale di controllo rappresentativo della pressione dell’acqua ed è collegato ad un’unità di controllo 22, quale un’unità centrale di programmazione elettronica (CPU). Ad esempio, il sensore di pressione è un trasduttore che invia all’unità di controllo 22 un segnale proporzionale alla pressione dell’acqua che perviene al dispositivo erogatore ed in particolare all’unità filtro 31. The pressure sensor 21 is able to generate a control signal representative of the water pressure and is connected to a control unit 22, such as a central electronic programming unit (CPU). For example, the pressure sensor is a transducer that sends a signal proportional to the water pressure to the control unit 22 that reaches the dispensing device and in particular to the filter unit 31.

Preferibilmente, le posizioni operative dell’elettro valvola 26 sono comandate dall’unità di controllo 22. Preferably, the operating positions of the electro valve 26 are controlled by the control unit 22.

Le linee di controllo attraverso le quali i segnali di controllo da/a l’unità di controllo 22 sono indicate in figura con linee tratteggiate. The control lines through which the control signals from / to the control unit 22 are indicated in the figure with dotted lines.

In una realizzazione preferita, l’acqua immessa nell’ingresso 30 della camera di riscaldamento 12 dal condotto di alimentazione 11 a valle del punto di miscelazione 7 si trova già ad una temperatura di alimentazione T1 relativamente elevata (ad esempio, non inferiore a circa 80°C) e pertanto il tempo di riscaldamento necessario a raggiungere la temperatura ottimale T2 per la formazione della bevanda (ad esempio, di circa 90°C), è ridotto con conseguente riduzione del tempo per la preparazione della bevanda e soprattutto eliminando tempi d’attesa tra la erogazione di una dose di caffè e la successiva per dover attendere che l’acqua raggiunga la temperatura richiesta. Secondo una forma realizzativa, la temperatura T1 è inferiore di da 10 a 20°C rispetto alla temperatura T2. In a preferred embodiment, the water introduced into the inlet 30 of the heating chamber 12 from the supply duct 11 downstream of the mixing point 7 is already at a relatively high supply temperature T1 (for example, not lower than about 80 ° C) and therefore the heating time necessary to reach the optimal temperature T2 for the formation of the drink (for example, of about 90 ° C), is reduced with a consequent reduction in the time for the preparation of the drink and above all by eliminating time of waiting between the delivery of one dose of coffee and the next to have to wait for the water to reach the required temperature. According to an embodiment, the temperature T1 is 10 to 20 ° C lower than the temperature T2.

Nel caso di temperatura T1 relativamente elevata, la potenza elettrica necessaria alla resistenza elettrica 20 ad innalzare ed a stabilizzare la temperatura fino alla temperatura T2 di preparazione della bevanda risulta relativamente bassa, ad esempio, non superiore a 0.8 KW, anche per l’erogazione di quantità relativamente elevate di bevanda, ad esempio da 120 a 250 cm<3>. In the case of a relatively high temperature T1, the electrical power necessary for the electrical resistance 20 to raise and stabilize the temperature up to the beverage preparation temperature T2 is relatively low, for example, not higher than 0.8 KW, also for the supply of relatively large quantities of drink, for example 120 to 250 cm <3>.

Preferibilmente, il funzionamento della resistenza di riscaldamento 20 è controllato da un sensore di temperatura (non mostrato in figura) in contatto con l’acqua nella camera di riscaldamento per rilevare la temperatura T2 di erogazione ed è collegato logicamente alla CPU 22. Preferably, the operation of the heating resistance 20 is controlled by a temperature sensor (not shown in the figure) in contact with the water in the heating chamber to detect the delivery temperature T2 and is logically connected to the CPU 22.

E’ da intendersi che la presente invenzione non è limitata ad un particolare modo di fornire acqua calda ad una temperatura di erogazione al canale di erogazione. It is to be understood that the present invention is not limited to a particular way of supplying hot water at a delivery temperature to the delivery channel.

Ad esempio, in una forma realizzativa, la camera di riscaldamento riceve acqua a temperatura ambiente che è riscaldata alla temperatura T2 dalla resistenza posta nella camera di riscaldamento. In tale forma realizzativa non è previsto il condotto di acqua calda 6 che porta l’acqua dello scambiatore di calore a miscelarsi con l’acqua fredda del condotto 8 a monte della camera di riscaldamento, la camera di riscaldamento essendo alimentata solo dall’acqua proveniente dal condotto 8. For example, in one embodiment, the heating chamber receives water at room temperature which is heated to temperature T2 by the resistor placed in the heating chamber. In this embodiment, the hot water duct 6 which brings the water of the heat exchanger to mix with the cold water of the duct 8 upstream of the heating chamber is not provided, the heating chamber being fed only by the water coming from from duct 8.

Ancora a titolo esemplificativo, in una forma di realizzazione il dispositivo erogatore non comprende una camera di riscaldamento e il condotto di alimentazione in comunicazione fluida con il dispositivo erogatore alimenta acqua in pressione alla temperatura di erogazione T2 all’unità di alimentazione. Still by way of example, in one embodiment the dispensing device does not include a heating chamber and the supply duct in fluid communication with the dispensing device supplies pressurized water at the supply temperature T2 to the supply unit.

Preferibilmente, sul circuito idraulico è posizionato un dispositivo misuratore di portata 28 atto a misurare la portata dell’acqua che lo attraversa. Il dispositivo 28 è collegato all’unità di controllo 22 alla quale invia un segnale rappresentativo della portata d’acqua misurata. Ad esempio, il dispositivo 28 invia alla unità di controllo 22 impulsi elettrici in numero proporzionale alla quantità di acqua che lo attraversa secondo una costante di conteggio espressa in cm³/impulso. Preferably, a flow meter device 28 is positioned on the hydraulic circuit to measure the flow rate of the water that passes through it. The device 28 is connected to the control unit 22 to which it sends a signal representative of the measured water flow. For example, the device 28 sends to the control unit 22 electrical pulses in a number proportional to the quantity of water that passes through it according to a counting constant expressed in cm³ / pulse.

In una forma realizzativa, il dispositivo 28 è del tipo descritto nella domanda di brevetto GB 2008 540. In one embodiment, the device 28 is of the type described in patent application GB 2008 540.

Nella forma realizzativa di figura 1, il dispositivo è disposto sul condotto di acqua fredda 3, a valle della pompa 4. La frequenza con cui l’unità di controllo riceve questi impulsi è direttamente proporzionale alla portata dell’acqua immessa nel circuito idraulico dalla pompa 4 e quindi al dispositivo erogatore In the embodiment of Figure 1, the device is arranged on the cold water duct 3, downstream of the pump 4. The frequency with which the control unit receives these pulses is directly proportional to the flow rate of the water introduced into the hydraulic circuit by the pump. 4 and then to the dispensing device

Preferibilmente, la pompa 4 è azionata a velocità variabile per mezzo di un dispositivo elettronico di comando (e.g. Variable Speed Drive, VSD), attraverso il quale la velocità di rotazione della pompa può essere variata. Ad esempio, la pompa è attuata da un dispositivo elettronico di comando a frequenza variabile, alla cui variazione di frequenza corrisponde una variazione di velocità di rotazione della pompa. In questo modo, è possibile variare la portata dell’acqua immessa dalla pompa nel condotto 3 e conseguentemente la pressione dell’acqua. La quantità d’acqua immessa nel circuito idraulico corrispondente ad un’erogazione, ovvero in un tempo di erogazione, dipende dalla tipologia di caffè, ad esempio 20 cm<3>per un caffè espresso. Preferably, the pump 4 is operated at variable speed by means of an electronic control device (e.g. Variable Speed Drive, VSD), through which the rotation speed of the pump can be varied. For example, the pump is actuated by an electronic control device with variable frequency, the variation of which corresponds to a variation of the rotation speed of the pump. In this way, it is possible to vary the flow rate of the water introduced by the pump into the duct 3 and consequently the water pressure. The amount of water introduced into the hydraulic circuit corresponding to a delivery, or in a delivery time, depends on the type of coffee, for example 20 cm <3> for an espresso coffee.

La pompa, ovvero il dispositivo elettronico di comando accoppiato al motore della pompa, è collegato all’unità di controllo 22 che regola la velocità di rotazione della pompa e quindi la pressione dell’acqua immessa nel circuito idraulico. Ad esempio, i segnali di controllo da o a l’unità di controllo sono segnali di controllo di modulazione di larghezza di impulso (PWM, Pulse Width Modulation) e la velocità della pompa è regolata variando la larghezza del segnale inviato al dispositivo elettronico di comando della pompa. The pump, or the electronic control device coupled to the pump motor, is connected to the control unit 22 which regulates the rotation speed of the pump and therefore the pressure of the water introduced into the hydraulic circuit. For example, the control signals from or to the control unit are Pulse Width Modulation (PWM) control signals and the pump speed is adjusted by varying the width of the signal sent to the electronic control device of the pump. pump.

Ad una velocità di rotazione della pompa attuata per un dato intervallo di tempo, corrisponde una portata d’acqua ed una pressione “nominale” dell’acqua immessa nel circuito idraulico. La pressione “effettiva” di erogazione è misurata dal sensore di pressione, preferibilmente in prossimità del dispositivo erogatore. Uno scostamento tra la pressione nominale e la pressione effettiva può essere indicativo di un’erogazione “anomala” e quindi di un possibile degrado della qualità della bevanda. A pump rotation speed implemented for a given time interval corresponds to a water flow rate and a "nominal" pressure of the water introduced into the hydraulic circuit. The “actual” delivery pressure is measured by the pressure sensor, preferably near the delivery device. A deviation between the nominal pressure and the actual pressure may be indicative of an "abnormal" delivery and therefore of a possible degradation of the quality of the drink.

In una macchina come quella descritta nella presente forma realizzativa, è possibile controllare e, se necessario, aggiustare il valore della pressione di erogazione, almeno per la erogazione successiva di caffè ed in alcune forme realizzative durante la fase stessa di erogazione. In a machine such as the one described in the present embodiment, it is possible to control and, if necessary, adjust the value of the dispensing pressure, at least for the subsequent dispensing of coffee and in some embodiments during the dispensing phase itself.

La regolazione della portata dell’acqua erogata dalla pompa in funzione della pressione di erogazione rilevata può essere realizzata manualmente da un operatore e/o, per mezzo di una regolazione automatica nella quale i segnali ricevuti dal sensore di pressione e dal dispositivo elettronico di comando della pompa formano un anello di retroazione controllato dall’unità di controllo. The adjustment of the flow rate of the water delivered by the pump according to the delivery pressure detected can be carried out manually by an operator and / or, by means of an automatic adjustment in which the signals received from the pressure sensor and from the electronic control device of the pump form a feedback loop controlled by the control unit.

Preferibilmente, il sistema di controllo della pressione compreso nella macchina per caffè consente una regolazione automatica della pressione di erogazione, nella quale i segnali ricevuti dal sensore di pressione, dal dispositivo elettronico di comando della pompa e dal misuratore di portata dell’acqua formano un anello di retroazione. Preferably, the pressure control system included in the coffee machine allows automatic adjustment of the dispensing pressure, in which the signals received from the pressure sensor, the electronic pump control device and the water flow meter form a ring feedback.

Ad esempio, all’inizio di un’erogazione, la pompa 4 è avviata con una certa velocità di rotazione corrispondente ad una determinata portata d’acqua immessa nel circuito idraulico e quindi ad un valore di pressione di erogazione nominale, e.g. 9 bar. L’acqua emessa dalla pompa passa attraverso il dispositivo misuratore di flusso 28 che ne misura la portata effettiva (e.g. in cm<3>/s). Se l’unità di controllo rileva dal dispositivo misuratore di portata una portata troppo bassa o in generale inferiore a quella corrispondente alla pressione nominale (e.g. la frequenza degli impulsi ricevuti dal dispositivo è troppo bassa), l’erogazione sta avendo luogo più lentamente, a causa ad esempio dalla presenza di polvere di caffè troppo fine nel filtro, portando ad un aumento del tempo di erogazione rispetto al tempo di erogazione nominale, e.g. 25 secondi. Se, al contrario, l’unità di controllo rileva una portata troppo elevata, l’erogazione sta avendo luogo troppo velocemente, a causa ad esempio dalla presenza di polvere di caffè troppo grossa nel filtro, portando ad una diminuzione del tempo di erogazione rispetto al tempo di erogazione nominale. Alla rilevazione di una portata non corrispondente al valore ottimale di portata, l’unità di controllo aggiusta la velocità di rotazione della pompa fino a che la portata raggiunge il valore ottimale. L’unità di controllo riceve inoltre il valore di pressione di erogazione effettivo. L’unità di controllo arresta la pompa quando la quantità d’acqua passata attraverso il misuratore di portata è pari alla quantità d’acqua corrispondente ad un’erogazione. La regolazione della portata d’acqua fa sì che il tempo di erogazione sia sostanzialmente uguale al tempo di erogazione nominale, ad esempio 25 s ± 1 s. For example, at the beginning of a delivery, pump 4 is started with a certain rotation speed corresponding to a certain flow of water introduced into the hydraulic circuit and therefore to a nominal delivery pressure value, e.g. 9 bar. The water emitted by the pump passes through the flow meter device 28 which measures the actual flow rate (e.g. in cm <3> / s). If the control unit detects from the flow meter device a flow rate that is too low or generally lower than that corresponding to the nominal pressure (e.g. the frequency of the impulses received by the device is too low), delivery is taking place more slowly, due to due, for example, to the presence of too fine coffee powder in the filter, leading to an increase in the delivery time compared to the nominal delivery time, e.g. 25 seconds. If, on the other hand, the control unit detects a flow rate that is too high, delivery is taking place too quickly, due for example to the presence of too coarse coffee powder in the filter, leading to a decrease in the delivery time compared to the nominal delivery time. Upon detection of a flow rate that does not correspond to the optimal flow rate, the control unit adjusts the rotation speed of the pump until the flow reaches the optimum value. The control unit also receives the actual delivery pressure value. The control unit stops the pump when the amount of water passed through the flow meter is equal to the amount of water corresponding to a delivery. The adjustment of the water flow ensures that the delivery time is substantially equal to the nominal delivery time, for example 25 s ± 1 s.

E’ inoltre possibile disporre che la pressione abbia un predeterminato valore o segua una predeterminata curva di valori durante l’erogazione. It is also possible to arrange that the pressure has a predetermined value or follows a predetermined curve of values during delivery.

L’andamento della pressione è controllabile tramite l’unità di controllo 22 che è collegata al dispositivo elettronico di comando della pompa e al sensore di pressione e, nelle forme preferite, al dispositivo misuratore di portata. L’unità di controllo monitora la pressione dell’acqua immessa nel dispositivo di erogazione per mezzo del sensore di pressione. Il dispositivo elettronico di comando della pompa è comandato dall’unità di controllo ad attuare la pompa con una velocità determinata in modo tale da mantenere la pressione ad un certo valore stabilito all’interno di un intervallo di tempo oppure con una velocità variabile all’interno dell’intervallo di tempo in modo che la pressione dell’acqua durante l’erogazione segua una curva stabilita. The pressure trend is controllable via the control unit 22 which is connected to the electronic control device of the pump and to the pressure sensor and, in the preferred forms, to the flow meter device. The control unit monitors the pressure of the water introduced into the dispensing device by means of the pressure sensor. The electronic control device of the pump is commanded by the control unit to actuate the pump with a speed determined in such a way as to maintain the pressure at a certain value established within a time interval or with a variable speed inside time interval so that the water pressure during delivery follows a set curve.

L’unità di controllo può essere operativamente associata ad un display e ad un dispositivo di ingresso, quale una tastiera, con i quali può interagire un operatore per controllare e/o modificare la portata dell’acqua immessa nel circuito idraulico e quindi la pressione di erogazione. Ad esempio, in dipendenza della tipologia del caffè utilizzato e/o delle impostazioni del macina caffè che fornisce alla macchina per caffè la polvere di caffè, è possibile definire una curva di pressione durante l’erogazione. The control unit can be operationally associated with a display and an input device, such as a keyboard, with which an operator can interact to control and / or modify the flow of water introduced into the hydraulic circuit and therefore the pressure of disbursement. For example, depending on the type of coffee used and / or the settings of the coffee grinder that supplies the coffee machine with the coffee powder, it is possible to define a pressure curve during delivery.

Secondo un particolare aspetto, l’invenzione è relativa ad un metodo di controllo della pressione idraulica dell’acqua immessa nel dispositivo di erogazione di una macchina per caffè. According to a particular aspect, the invention relates to a method of controlling the hydraulic pressure of the water introduced into the dispensing device of a coffee machine.

Le figure 2a-2c sono delle rappresentazioni grafiche della pressione dell’acqua in funzione del tempo per una fase singola di erogazione, secondo diverse forme realizzative dell’invenzione. Figures 2a-2c are graphical representations of the water pressure as a function of time for a single delivery phase, according to different embodiments of the invention.

La figura 2a illustra una curva di pressione all’interno dell’intervallo di tempo di erogazione pari a te. In questo caso, una volta stabilito il valore di pressione pedurante l’erogazione della bevanda, l’unità di controllo comanda il dispositivo elettronico di comando di attuare la pompa ad una velocità predeterminata. A tale velocità predeterminata corrisponde un predeterminato valore di pressione di estrazione della bevanda, pe, ad esempio 9 bar. La pressione raggiunge il valore a regime non appena la velocità della pompa raggiunge il valore predeterminato, tipicamente in un tempo trascurabile rispetto al tempo di erogazione te. La curva di pressione è monitorata dall’unità di controllo che riceve i dati inviati dal sensore di pressione. Se necessario, l’unità di controllo aggiusta la velocità della pompa se il valore di pressione non corrisponde ad un certo valore target o se la qualità del prodotto è modificata, ad esempio a causa di variazioni di macinatura della polvere di caffè. In questo modo, l’erogazione successiva della bevanda potrà essere effettuata con i parametri corretti. Figure 2a illustrates a pressure curve within the delivery time interval equal to you. In this case, once the pressure value during the dispensing of the beverage has been established, the control unit commands the electronic control device to actuate the pump at a predetermined speed. A predetermined beverage extraction pressure value corresponds to this predetermined speed, for example 9 bar. The pressure reaches the steady state value as soon as the pump speed reaches the predetermined value, typically in a negligible time with respect to the delivery time te. The pressure curve is monitored by the control unit which receives the data sent by the pressure sensor. If necessary, the control unit adjusts the pump speed if the pressure value does not correspond to a certain target value or if the quality of the product is changed, for example due to variations in the grinding of the coffee powder. In this way, the subsequent dispensing of the drink can be carried out with the correct parameters.

Nell’esempio di figura 2b, il valore di pressione di estrazione, pe, è raggiunto in un tempo trcon un graduale aumento della pressione da un valore iniziale p0. La curva di pressione di figura 2b può essere realizzata avviando la pompa idraulica con un profilo di accelerazione programmabile attraverso l’unità di controllo da zero ad una velocità predeterminata corrispondente ad un dato valore di pressione di estrazione, pe. Il profilo di accelerazione può essere selezionato in modo da essere adatto alla miscela di caffè impiegata e/o al tipo di erogazione che si desidera eseguire. La curva di pressione durante l’erogazione è controllata mediante il sensore di pressione che invia i dati all’unità di controllo, quest’ultima provvedendo, se necessario, ad aggiustamenti agendo sulla velocità di rotazione della pompa. In the example of figure 2b, the extraction pressure value, eg, is reached in a time tr with a gradual increase in pressure from an initial value p0. The pressure curve in figure 2b can be achieved by starting the hydraulic pump with a programmable acceleration profile through the control unit from zero at a predetermined speed corresponding to a given extraction pressure value, eg. The acceleration profile can be selected so as to be suitable for the coffee blend used and / or for the type of brewing to be performed. The pressure curve during delivery is controlled by the pressure sensor that sends data to the control unit, the latter making, if necessary, adjustments by acting on the rotation speed of the pump.

La curva di pressione raffigurata in figura 2c rappresenta una fase di erogazione che comprende una fase iniziale di bagnatura seguita da una fase di estrazione. Durante un periodo di tempo iniziale tw, il canale di erogazione del dispositivo erogatore dispensa acqua ad una pressione avente un primo valore, relativamente basso pw(fase di bagnatura). Al tempo twla pressione è aumentata ad un secondo valore pemaggiore del primo valore pw, il secondo valore rappresentando la pressione di estrazione (fase di estrazione). La fase di estrazione ha luogo per un tempo predeterminato (te- tw), con teil tempo totale di erogazione. Nella curva di figura 2c è rappresentato il caso in cui la pressione passa rapidamente (rispetto al tempo te) dal valore pwal valore pe. Tuttavia, una forma di realizzazione può comprendere un aumento graduale della pressione da pwa pe, secondo una rampa di accelerazione in modo simile a quanto descritto con riferimento alla figura 2b. The pressure curve depicted in Figure 2c represents a dispensing step which comprises an initial wetting step followed by an extraction step. During an initial period of time tw, the delivery channel of the dispensing device dispenses water at a pressure having a first relatively low value pw (wetting phase). At the time tw, the pressure increased to a second value greater than the first pw value, the second value representing the extraction pressure (extraction phase). The extraction phase takes place for a predetermined time (te-tw), with you the total delivery time. The curve of Figure 2c shows the case in which the pressure rapidly passes (with respect to time t) from the value pw to the value pe. However, one embodiment may comprise a gradual increase in pressure from pwa to p, according to an acceleration ramp in a manner similar to that described with reference to Figure 2b.

Secondo una forma realizzativa, per ottenere la curva di pressione di figura 2c, l’unità di controllo 22 al tempo iniziale di erogazione (t=0) comanda l’apertura della valvola di intercettazione 26 nel dispositivo di figura 1 per un tempo tw, ad esempio 3 secondi. Durante il tempo tw, la pompa 4 è ferma e pertanto l’acqua che arriva al canale di erogazione (ad esempio 25) ha una pressione pwrelativamente bassa, ad esempio 1 bar. Successivamente, si aziona la pompa 4 ad un predeterminato valore di velocità per un dato intervallo di tempo (te- tw) che corrisponde ad una pressione nominale di estrazione pe. According to an embodiment, to obtain the pressure curve of Figure 2c, the control unit 22 at the initial delivery time (t = 0) commands the opening of the on-off valve 26 in the device of Figure 1 for a time tw, for example 3 seconds. During the time tw, the pump 4 is stopped and therefore the water arriving at the delivery channel (for example 25) has a relatively low pressure, for example 1 bar. Subsequently, the pump 4 is operated at a predetermined speed value for a given time interval (te-tw) which corresponds to a nominal extraction pressure pe.

In generale, è possibile impostare nell’unità di controllo una curva di pressione p(t) in funzione del tempo, con 0£t£te. In general, it is possible to set in the control unit a pressure curve p (t) as a function of time, with 0 £ t £ te.

Durante la fase di erogazione, successivamente all’avvio della pompa, monitorando la portata dell’acqua rilevata dal dispositivo, l’unità di controllo può modificare la velocità di rotazione della pompa per aumentare o diminuire la pressione generata dalla pompa per aggiustare la portata d’acqua e ad esempio portarla ad un valore desiderato per un certo tipo di erogazione. Ad esempio, può rendersi necessario una correzione della pressione al verificarsi di uno scostamento causato da variabili legate alla finezza del macinato e alla natura delle miscele. Un controllo sia della portata dell’acqua tramite il dispositivo misuratore di portata che della pressione di erogazione tramite il sensore di pressione consente di mantenere il processo di erogazione all’interno di un intervallo ottimale. During the dispensing phase, after starting the pump, by monitoring the water flow rate detected by the device, the control unit can modify the rotation speed of the pump to increase or decrease the pressure generated by the pump to adjust the flow rate. water and for example bring it to a desired value for a certain type of dispensing. For example, it may be necessary to correct the pressure in the event of a deviation caused by variables related to the fineness of the ground and the nature of the blends. A control of both the water flow rate via the flow meter device and the delivery pressure via the pressure sensor allows you to keep the delivery process within an optimal range.

Ad esempio, potrebbe accadere che a causa di una presenza anomala di polvere troppo fine, un aumento della spinta della pompa non corrisponda ad una maggiore portata dell’acqua e quindi ad una maggiore pressione dell’acqua fornita al dispositivo erogatore, ma che aumenti soltanto l’ostruzione del filtro causando una pressione eccessiva che degrada la qualità della bevanda. For example, it could happen that due to an anomalous presence of too fine dust, an increase in the pump thrust does not correspond to a greater water flow rate and therefore to a greater pressure of the water supplied to the dispensing device, but that it only increases the obstruction of the filter causing excessive pressure which degrades the quality of the drink.

Preferibilmente, il metodo di controllo della pressione di erogazione comprende il controllo della portata effettiva dell’acqua che viene erogata dalla pompa tramite un dispositivo misuratore di portata d’acqua posizionato nel circuito idraulico tra la pompa e il dispositivo di erogazione. In particolare, con riferimento alla figura 1, il dispositivo misuratore di portata può essere disposto nel condotto 3 che porta l’acqua dalla pompa allo scambiatore di calore oppure nel condotto di acqua fredda 8 oppure nel condotto di alimentazione 11. Preferably, the delivery pressure control method includes the control of the actual flow rate of the water that is delivered by the pump through a water flow meter device positioned in the hydraulic circuit between the pump and the delivery device. In particular, with reference to Figure 1, the flow meter device can be arranged in the duct 3 that carries the water from the pump to the heat exchanger or in the cold water duct 8 or in the supply duct 11.

In una forma realizzativa, l’unità di controllo può monitorare che non venga superato un valore di soglia di pressione di erogazione prestabilito e in caso affermativo, l’unità di controllo potrà segnalare l’anomalia, ad esempio con un segnale acustico e/o visivo. In one embodiment, the control unit can monitor that a predetermined delivery pressure threshold value is not exceeded and if so, the control unit can signal the anomaly, for example with an acoustic signal and / or visual.

Sebbene nelle figura 1 sia indicato un solo dispositivo erogatore, la presente invenzione contempla una macchina per caffè che comprende una pluralità di gruppi erogatori, ciascuno in comunicazione fluida con un condotto di alimentazione, a sua volta in comunicazione fluida con una pompa idraulica. Although only one dispensing device is indicated in Figure 1, the present invention contemplates a coffee machine which comprises a plurality of dispensing units, each in fluid communication with a supply duct, in turn in fluid communication with a hydraulic pump.

Sebbene non esplicitamente menzionato nelle forme di realizzazione preferite, la presente invenzione può contemplare una macchina per caffè che utilizza cialde pre-confezionate di caffè macinato. Although not explicitly mentioned in the preferred embodiments, the present invention may contemplate a coffee machine using pre-packaged ground coffee pods.

Claims

Claims 1. Coffee machine for producing and dispensing coffee-based beverages comprising: a hydraulic pump (4); a dispensing device (13) comprising a filter unit (31) suitable for containing coffee powder and a power supply unit (14) suitable for introducing water to the filter unit when the filter unit is engaged in the power supply unit and a hydraulic circuit that puts the hydraulic pump in fluid communication with the power supply unit of the dispensing device, the hydraulic circuit including a supply duct (11) which injects hot water under pressure to the power supply unit; characterized in that it further comprises a delivery pressure control system which comprises a control unit (22), a pressure sensor (21) arranged along the hydraulic circuit and capable of generating a control signal representative of the detected pressure, the pressure sensor being electronically connected to a control unit to detect the delivery pressure, in which system the hydraulic pump is able to deliver variable quantities of water and can be operated by an electronic control device electronically controlled by the control unit to adjust the flow rate of the water delivered by the pump according to a detected delivery pressure value.

2. Machine according to claim 1, in which the power supply unit includes a delivery channel (25) suitable for introducing water to the filter unit and the pressure sensor is arranged near the delivery channel.

3. Machine according to claims 1 or 2, in which the control system further comprises a water flow meter device (28) arranged along the hydraulic circuit, able to generate a control signal representative of the water flow rate delivered by the pump and electronically connected to the control unit to detect the water flow rate and adjust the water flow rate delivered by the pump according to at least one detected water flow rate.

4. Machine according to any one of the preceding claims, in which: the dispensing device comprises a heating chamber (12) in fluid communication with the supply duct (11), said heating chamber comprising heating elements (20) and being provided with an outlet (24) to allow the introduction of water at a delivery temperature into a connection duct (23) in fluid communication with the filter unit (31) through an interception valve (26).

5. Machine according to claim 4, in which the pressure sensor (21) is arranged on the connection duct (23) upstream of the shut-off valve.

6. Machine according to any one of the preceding claims, in which the pump can be operated at a variable speed and regulating the flow rate of the water delivered by the pump is achieved by adjusting the rotation speed.

Method for controlling the dispensing pressure in a coffee machine for making and dispensing coffee-based beverages which includes a dispensing device (13) comprising a filter unit (31) adapted to contain coffee powder, the method comprising: supply a predetermined quantity of water from a hydraulic pump (4) with a flow rate corresponding to at least one nominal delivery pressure value to a hydraulic circuit in fluid communication with the hydraulic pump and with the dispensing device, the hydraulic pump being operated by an electronic control device; detect at least one water supply pressure value through a pressure sensor (21) placed along the hydraulic circuit, and if the at least one measured delivery pressure value differs from the at least one nominal pressure value, adjust the water flow rate delivered by the pump according to the at least one detected delivery pressure value.

8. Method according to claim 7, in which the regulation of the water flow is achieved by varying the rotation speed of the pump.

Method according to claims 7 or 8, wherein the hydraulic pump is operable at variable speed and supplying the predetermined amount of water comprises selecting at least one pump rotation speed value for a delivery time, the at least one rotation speed value corresponding to the at least one nominal pressure value.

Method according to any one of claims 7 to 9, in which: supplying the predetermined quantity of water comprises detecting at least one value of the water flow rate supplied by the pump through a flow measuring device (28) arranged in the hydraulic circuit , the method further comprising selecting at least one nominal flow rate value and if the at least one detected flow rate value deviates from the at least one nominal flow rate value, adjusting the water flow rate delivered by the pump according to the at least one flow rate value. flow rate detected.

The method according to claim 10, further comprising selecting a nominal delivery time and in which adjusting the flow rate of the water delivered by the pump is accomplished so that the predetermined amount of water is delivered to the filter unit in a substantially equal to the nominal delivery time.