ITMI20091847A1 - Macchina per caffè con regolazione della pressione di erogazione e metodo relativo. - Google Patents

Description

Macchina per caffà ̈ con regolazione della pressione di erogazione e metodo relativo.

La presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina per caffà ̈ provvista di regolazione della pressione dell’acqua e ad un metodo per controllare la pressione nella camera di filtro di una macchina per caffà ̈.

Il caffà ̈, inteso come bevanda, à ̈ 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.

In particolare, il caffà ̈ espresso à ̈ una bevanda ottenuta istantaneamente utilizzando una macchina per caffà ̈ che forza il passaggio dell’acqua calda attraverso uno strato di caffà ̈ macinato, i.e. polvere di caffà ̈, contenuto in un contenitore di infusione, generalmente un filtro metallico. L’acqua che passa attraverso lo strato di caffà ̈ deve essere riscaldata ad una certa temperatura ed à ̈ soggetta ad una certa pressione, dove la pressione e la temperatura ottimali sono selezionate anche in dipendenza anche dalla miscela di partenza.

La polvere di caffà ̈ per la preparazione dell'espresso à ̈ tipicamente ottenuta attraverso la macinatura o la comminuzione di grani di caffà ̈ tostato.

Per forzare il passaggio dell’acqua calda attraverso la polvere di caffà ̈, 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 caffà ̈ ottenuto con quelle macchine tendeva ad avere un sapore di “bruciato†.

Per rimediare a questo problema, sono stati sviluppate delle macchine per caffà ̈ aventi mezzi meccanici di compressione che permettono di ottenere un’infusione a circa 100°C con una pressione relativamente elevata.

Il brevetto CH 262 232 descrive un rubinetto per un apparato per la preparazione del caffà ̈ 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 à ̈ costituito da un filtro amovibile atto a contenere la polvere di caffà ̈.

Il brevetto US 2,878,747 divulga una macchina per caffà ̈ che include una caldaia per l’acqua bollente, un percolatore di caffà ̈ 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.

Il brevetto US 3,119,322 descrive una macchina per caffà ̈ 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 caffà ̈ 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.

Per contrastare la maggiore spinta dell’acqua nella camera di infusione per mezzo di sistemi meccanici, il caffà ̈ 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.

Con lo sviluppo di dispositivi idraulici per aumentare la pressione dell’acqua immessa nella camera di infusione senza dover variare la temperatura, à ̈ stato possibile generare pressioni elevate, anche di 10 bar o superiori. Tuttavia, si à ̈ 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 caffà ̈ 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.

La domanda di brevetto EP 1 210 893 descrive un apparato estrattore di caffà ̈ in una macchina distributrice di bevande in tazza, nel quale il caffà ̈ à ̈ generato fornendo l’acqua calda in un cilindro provvisto di pistone nel quale à ̈ 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 à ̈ 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.

Il brevetto US 3,230,974 descrive una testa di distribuzione per una macchina per caffà ̈ 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 caffà ̈, la polvere di caffà ̈ macinato viene allagata per un certo periodo di tempo con acqua a pressione inferiore a quella di erogazione, e.g.1,5 bar.

Tipicamente, nelle preparazioni attuali di caffà ̈ espresso o anche caffà ̈ crà ̈me, la temperatura dell’acqua immessa nella camera di infusione à ̈ 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 caffà ̈ espresso da una dose predeterminata di polvere di caffà ̈ 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 caffà ̈ à ̈ bagnata da una quantità iniziale di acqua calda ad una pressione inferiore alla data pressione massima per un certo periodo di tempo.

La dimensione dei grani della polvere di caffà ̈ à ̈ una variabile che determina il risultato finale della bevanda.

La domanda di brevetto WO 2009/010190 divulga un metodo per il controllo di un macinino di una macchina per caffà ̈ 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 caffà ̈ 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.

La diffusione del caffà ̈ 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 caffà ̈ espresso (mediterraneo) erogato in tazza in una quantità che può variare tipicamente da 15 a 25 cm<3>ed un “café crà ̈me†erogato in tazza in una quantità che può variare tipicamente da 100 a 120 cm<3>, dove il tempo totale di erogazione à ̈ all’incirca uguale nei due casi, ad esempio 25 secondi. Esistono chiaramente numerose varianti comprese all’interno delle due tipologie di caffà ̈ menzionate.

Per ottenere in uno stesso tempo di erogazione la quantità desiderata per un certo tipo di caffà ̈, à ̈ necessario variare la portata dell’acqua per l’erogazione adattando la finezza della macinatura in modo da cambiare la resistenza che il caffà ̈ contenuto nel filtro offre al passaggio dell’acqua.

Per loro natura, le miscele di caffà ̈ 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 caffà ̈. D’altra parte, il procedimento di macinazione à ̈ difficilmente controllabile in modo accurato e il composto macinato risultante à ̈ in generale costituito da una distribuzione di granellini che variano tra di loro per forma e dimensione. Ne consegue che una dose di caffà ̈ macinato prelevato dal macinino non à ̈ mai esattamente uguale ad un’altra producendo un certo scostamento della resistenza offerta all’acqua dalla polvere di caffà ̈ 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 caffà ̈ à ̈ 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 caffà ̈ à ̈ macinato troppo grosso, l’acqua passa velocemente attraverso la polvere senza riuscire ad estrarre molte delle sostanze.

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.

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 caffà ̈.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ realizzare una macchina per caffà ̈ 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.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ realizzare una macchina per caffà ̈ che consenta il controllo dell’intero ciclo di pressurizzazione del caffà ̈ 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.

In un aspetto, la presente invenzione à ̈ diretta ad una machina per caffà ̈ 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 caffà ̈ macinato.

In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina per caffà ̈ per produrre ed erogare bevande a base di caffà ̈ comprendente: una pompa idraulica; almeno un dispositivo erogatore comprendente una unità filtro atta a contenere polvere di caffà ̈ ed una unità di alimentazione atta ad immettere acqua all’unità di filtro quando l’unità filtro à ̈ 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, ed una valvola idraulica a portata regolabile disposta lungo il circuito idraulico e atta ad immettere quantità variabili di acqua all’almeno un dispositivo erogatore, la valvola a portata regolabile essendo azionabile da un dispositivo elettronico di comando controllato elettronicamente dall’unità di controllo per regolare la portata dell’acqua in uscita in funzione di un valore di pressione di erogazione rilevato.

In un ulteriore aspetto la presente invenzione à ̈ diretta ad un metodo di controllo della pressione di erogazione in una macchina per caffà ̈.

In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo per controllare la pressione di erogazione in una macchina per caffà ̈ per produrre ed erogare bevande a base di caffà ̈ che include almeno un dispositivo erogatore comprendente una unità filtro atta a contenere polvere di caffà ̈, il metodo comprendendo: fornire acqua ad un circuito idraulico in comunicazione fluida con l’ameno un dispositivo erogatore e comprendente una valvola a portata regolabile atta ad emettere quantità variabili di acqua all’almeno un dispositivo erogatore; emettere dalla valvola a portata regolabile una predeterminata quantità d’acqua corrispondente ad almeno un valore di pressione di erogazione nominale, la valvola a portata regolabile essendo azionabile tramite un dispositivo elettronico di comando che controlla la portata d’acqua in uscita dalla valvola; 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 emessa dalla valvola a portata regolabile in funzione dell’almeno un valore di pressione rilevato.

Nella presente descrizione e rivendicazioni annesse, con “infusione†si indica la fase di bagnatura della polvere di caffà ̈ 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 caffà ̈.

La fase di infusione à ̈ 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.

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.

- La figura 1 rappresenta un circuito idraulico ed un circuito di controllo per una macchina per caffà ̈.

- La figura 2 rappresenta un circuito idraulico ed un circuito di controllo compreso in una macchina per caffà ̈ avente almeno un dispositivo erogatore, secondo una prima forma realizzativa in accordo con la presente invenzione. - La figura 3 rappresenta un circuito idraulico e di controllo compreso in una macchina per caffà ̈ che comprende una pluralità di dispositivi erogatori, secondo una seconda forma realizzativa in accordo con la presente invenzione. - La figura 4 rappresenta un circuito idraulico e di controllo per una macchina per caffà ̈ che comprende una pluralità di dispositivi erogatori, secondo una terza forma realizzativa in accordo con la presente invenzione.

- Le figure 5a-5c sono delle rappresentazioni grafiche della pressione dell’acqua in funzione del tempo per una fase singola di erogazione, secondo alcune forme realizzative dell’invenzione.

La figura 1 illustra schematicamente un circuito idraulico per una macchina da caffà ̈ espresso che alimenta un dispositivo erogatore del caffà ̈, complessivamente indicato con 13. Una caldaia convenzionale 1 per la produzione di acqua calda e vapore à ̈ 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 à ̈ una pompa a motore azionato da un dispositivo elettronico di comando.

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.

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.

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.

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 caffà ̈ 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.

Mezzi di collegamento 19 sono previsti sull’unità di alimentazione 14 per il collegamento rimovibile del porta filtro 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.

All’interno della camera di riscaldamento 12 à ̈ posta una resistenza elettrica 20 per il riscaldamento dell’acqua sino ad una temperatura T2 di erogazione adatta alla formazione della bevanda caffà ̈, la quale temperatura à ̈ 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.

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.

Nel condotto 23 à ̈ 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.

Un sensore di pressione 21 à ̈ disposto lungo il circuito idraulico in comunicazione fluida con la pompa ed il dispositivo erogatore. Preferibilmente, il sensore di pressione à ̈ 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 à ̈ posto a monte della elettro valvola di intercettazione per prevenire la possibilità che residui di polvere di caffà ̈ dal canale erogatore possano sporcare il sensore.

Il sensore di pressione 21 à ̈ atto a generare un segnale di controllo rappresentativo della pressione dell’acqua ed à ̈ collegato ad un’unità di controllo 22, quale un’unità centrale di programmazione elettronica (CPU). Ad esempio, il sensore di pressione à ̈ 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.

Preferibilmente, le posizioni operative dell’elettro valvola 26 sono comandate dall’unità di controllo 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.

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), à ̈ ridotto con conseguente riduzione del tempo per la preparazione della bevanda e soprattutto eliminando tempi d’attesa tra la erogazione di una dose di caffà ̈ e la successiva per dover attendere che l’acqua raggiunga la temperatura richiesta. Secondo una forma realizzativa, la temperatura T1 à ̈ inferiore di da 10 a 20°C rispetto alla temperatura 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>.

Preferibilmente, il funzionamento della resistenza di riscaldamento 20 à ̈ 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 à ̈ collegato logicamente alla CPU 22.

Preferibilmente, sul circuito idraulico à ̈ posizionato un dispositivo misuratore di portata 28 atto a misurare la portata dell’acqua che lo attraversa. Il dispositivo 28 à ̈ 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.

In una forma realizzativa, il dispositivo 28 Ã ̈ del tipo descritto nella domanda di brevetto GB 2008 540.

Nella forma realizzativa di figura 1, il dispositivo à ̈ disposto sul condotto di acqua fredda 3, a valle della pompa 4. La frequenza con cui l’unità di controllo riceve questi impulsi à ̈ direttamente proporzionale alla portata dell’acqua immessa nel circuito idraulico dalla pompa 4 e quindi al dispositivo erogatore

Nella macchina illustrata in figura 1, la pompa 4 à ̈ 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 à ̈ 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, à ̈ 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 caffà ̈, ad esempio 20 cm<3>per un caffà ̈ espresso.

La pompa, ovvero il dispositivo elettronico di comando accoppiato al motore della pompa, à ̈ 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 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 à ̈ 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.

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.

Preferibilmente, il sistema di controllo della pressione compreso nella macchina per caffà ̈ 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.

Ad esempio, all’inizio di un’erogazione, la pompa 4 à ̈ 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 à ̈ troppo bassa), l’erogazione sta avendo luogo più lentamente, a causa ad esempio dalla presenza di polvere di caffà ̈ 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 caffà ̈ 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 à ̈ pari alla quantità d’acqua corrispondente ad un’erogazione.

E’ inoltre possibile disporre che la pressione abbia un predeterminato valore o segua una predeterminata curva di valori durante l’erogazione.

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.

La descrizione di cui sopra, in relazione alla figura 1, à ̈ stata riferita ad una macchina per caffà ̈ con un solo gruppo erogatore. Nel caso la macchina per caffà ̈ comprenda una pluralità di gruppi erogatori, il controllo della velocità di rotazione della pompa idraulica può essere realizzato disponendo per ciascun gruppo erogatore una pompa idraulica in comunicazione fluida con il rispettivo gruppo erogatore.

Tuttavia, l’equipaggiamento di una macchina per caffà ̈ con una pluralità di pompe idrauliche può aumentare significativamente i costi di produzione e di mantenimento della macchina ed à ̈ quindi non sempre desiderato. Inoltre, la presenza di una pluralità di pompe aumenta in generale l’ingombro complessivo all’interno della macchina, rendendo più difficile produrre macchine compatte.

Sempre con riferimento al circuito idraulico di figura 1, si considera l’utilizzo di una singola pompa idraulica per fornire acqua a più di un dispositivo erogatore, i.e. ad una pluralità di dispositivi erogatori. Se, ad esempio, in una macchina a due dispositivi erogatori si voglia procedere a dispensare un caffà ̈ sul primo dei due dispositivi erogatori quando il secondo à ̈ già in funzione e, pertanto, la pompa à ̈ già avviata, risulterà difficile selezionare in modo indipendente l’erogazione della bevanda dai due dispositivi o addirittura consentire una corretta erogazione in uno dei dispositivi. Ad esempio, se si voglia far precedere una fase di infusione alla fase di estrazione della bevanda dal secondo dispositivo erogatore, non à ̈ possibile applicare un ritardo di avvio della pompa perché sarebbe necessario arrestare la pompa alterando il processo dell’erogazione che à ̈ già in corso sul primo dispositivo erogatore.

La Richiedente ha realizzato che, in una macchina per caffà ̈ con una pluralità di dispositivi erogatori, se si dota il circuito idraulico di ciascun dispositivo erogatore con una valvola idraulica la cui portata d’acqua in uscita à ̈ regolabile à ̈ possibile realizzare un sistema di controllo della pressione di erogazione che à ̈ in grado di controllare l’erogazione di ciascun dispositivo erogatore in modo indipendente.

La figura 2 illustra schematicamente un circuito idraulico ed un circuito di controllo compreso in una macchina per caffà ̈ secondo una forma realizzativa della presente invenzione. Numeri di riferimento uguali indicano componenti uguali o aventi funzioni equivalenti delle componenti di figura 1. La forma realizzativa di figura 2 si distingue dalla forma realizzativa di figura 1 principalmente per il fatto che comprende una pompa idraulica 35 che non à ̈ necessariamente a velocità variabile. In una forma realizzativa, la pompa 35 à ̈ a portata fissa, ad esempio à ̈ azionata da un motore ad una velocità di rotazione costante, che fornisce acqua ad una spinta di pressione costante. Il motore può essere accoppiato ad un dispositivo elettronico di controllo collegato all’unità di controllo 22 che comanda l’accensione e lo spegnimento della pompa.

In una forma realizzativa, la pompa idraulica 35 à ̈ azionabile a velocità variabile, permettendo il controllo del valore della velocità di rotazione impostato durante il funzionamento della macchina. Questo può essere vantaggioso nel caso di voglia impostare un valore adeguato di velocità di rotazione della pompa che tenga conto, in aggiunta alla spinta necessaria per l’erogazione, anche delle perdite di carico sulle valvole che operano lungo il circuito idraulico.

Lungo il circuito idraulico che mette in comunicazione fluida la pompa idraulica al dispositivo erogatore 13 à ̈ disposta una valvola idraulica 36 a portata regolabile. La valvola à ̈ pilotata da un dispositivo elettronico di comando collegato all’unità di controllo 22 che controlla il flusso d’acqua attraverso la valvola. In particolare, l’unità di controllo regola la portata dell’acqua in uscita dalla valvola, permettendo così un controllo della pressione immessa nel condotto di alimentazione del circuito idraulico e quindi al dispositivo erogatore.

Nelle forme realizzative preferite, la valvola 36 à ̈ una elettro-valvola proporzionale. Ad esempio, l’elettro-valvola proporzionale à ̈ pilotata da un dispositivo elettronico di comando utilizzato per regolare uno strozzatore variabile che controlla il flusso in uscita dalla valvola tramite una variazione della tensione in ingresso al dispositivo elettronico. La tensione à ̈ regolata dall’unità di controllo.

L’unità di controllo 22 monitora la pressione dell’acqua immessa nel dispositivo di erogazione per mezzo del sensore di pressione 21. Il dispositivo elettronico di comando della valvola a portata regolabile aziona l’apertura di uscita ed à ̈ comandato dall’unità di controllo a selezionare un determinato valore di apertura di uscita, e.g. un determinato valore della sezione trasversale al flusso d’acqua che attraversa l’apertura di uscita, in modo tale da mantenere la pressione ad un certo valore stabilito all’interno di un intervallo di tempo oppure a variare l’apertura di uscita all’interno dell’intervallo di tempo in modo che la pressione dell’acqua durante l’erogazione segua una curva stabilita.

In una macchina così realizzata, monitorando la pressione di erogazione, à ̈ possibile regolare il valore della pressione durante lo svolgimento della fase di erogazione del caffà ̈ agendo sulla portata dell’acqua in uscita dalla valvola di regolazione di portata 36 attraverso l’unità di controllo 22. E’ inoltre possibile programmare, sempre attraverso l’unità di controllo 22, che l’erogazione sia realizzata secondo una curva di pressione predeterminata che può essere selezionata in dipendenza dalle tipologie di caffà ̈ che si desidera ottenere.

E’ inoltre possibile controllare e, se necessario, aggiustare il valore della pressione di erogazione, almeno per la erogazione successiva di caffà ̈ ed in alcune forme realizzative durante la fase stessa di erogazione.

Nelle forme di realizzazione preferite, la macchina comprende un dispositivo misuratore di portata 28. Durante la fase di erogazione, monitorando portata d’acqua rilevata dal dispositivo 28, l’unità di controllo 22 può modificare l’apertura della valvola di regolazione di portata per aumentare o diminuire la quantità di acqua spinta dalla pompa al dispositivo erogatore in funzione della portata ottimale desiderata per un certo tipo di erogazione, eventualmente correggendo gli effetti negativi causati da una variazione della macinatura della polvere di caffà ̈ e/o della tipologia di caffà ̈ (e.g. miscela).

E’ da intendersi che la presente invenzione non à ̈ limitata ad un particolare modo di fornire acqua calda ad una temperatura di erogazione al canale di erogazione.

Ad esempio, in una forma realizzativa, la camera di riscaldamento riceve acqua a temperatura ambiente che à ̈ riscaldata alla temperatura T2 dalla resistenza posta nella camera di riscaldamento. In tale forma realizzativa non à ̈ 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.

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 all’unità di alimentazione.

Preferibilmente, la valvola 36 à ̈ disposta lungo il condotto d’acqua fredda 3, più preferibilmente a valle del dispositivo misuratore di portata 28. La presente invenzione contempla una realizzazione nella quale la valvola 36 à ̈ disposta a monte del dispositivo misuratore di portata.

In una diversa forma di realizzazione (non mostrata in figura), il sensore di pressione à ̈ disposto lungo il condotto di alimentazione 11.

In una ulteriore forma realizzativa (non mostrata in figura), il sensore di pressione à ̈ posto nella camera di riscaldamento 12.

In generale, à ̈ preferibile che il sensore di pressione misuri la pressione effettiva dell’acqua erogata all’unità filtro. Preferibilmente, il sensore à ̈ disposto in prossimità del dispositivo erogatore.

La regolazione della portata dell’acqua emessa dalla valvola a portata regolabile 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 valvola a portata regolabile formano un anello di retroazione controllato dall’unità di controllo.

Preferibilmente, il sistema di controllo della pressione compreso nella macchina per caffà ̈ consente una regolazione automatica della pressione di erogazione, nella quale i segnali ricevuti dal sensore di pressione, dal dispositivo elettronico di comando della valvola a portata regolabile e dal misuratore di portata dell’acqua formano un anello di retroazione.

Ad esempio, all’inizio di un’erogazione, la valvola a portata regolabile 36 à ̈ azionata in modo da emettere al dispositivo erogatore una determinata portata d’acqua, ad esempio l’unità di controllo seleziona una data sezione trasversale dell’apertura di uscita della valvola, corrispondente ad un valore di pressione di erogazione nominale, e.g.9 bar. A monte o a valle della valvola a portata regolabile, l’acqua erogata dalla pompa passa attraverso il dispositivo misuratore di flusso che ne misura la portata effettiva (e.g. in cm<3>/s). Poiché il dispositivo misuratore di portata à ̈ posto lungo il circuito idraulico in comunicazione fluida con il dispositivo erogatore, la portata dell’acqua che passa attraverso ad esso risente del processo di erogazione che sta avendo luogo nel dispositivo erogatore.

Se l’unità di controllo rileva dal dispositivo misuratore di portata una portata troppo bassa o in generale inferiore a quella corrispondente alla portata nominale (e.g. la frequenza degli impulsi ricevuti dal dispositivo à ̈ troppo bassa), l’erogazione sta avendo luogo più lentamente, a causa ad esempio dalla presenza di polvere di caffà ̈ 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 caffà ̈ 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 l’apertura di uscita della valvola a portata regolabile 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 chiude l’apertura della valvola quando la quantità d’acqua conteggiata dal dispositivo misuratore di portata à ̈ 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. La figura 3 illustra un circuito idraulico e un circuito di controllo compreso in una macchina per caffà ̈ secondo una ulteriore forma realizzativa dell’invenzione. La macchina per caffà ̈ della figura 3 comprende una pluralità di dispositivi erogatori 50a, 50b e 50c. Il numero dei dispositivi erogatori à ̈ puramente indicativo e la presente invenzione non à ̈ limitata ad un particolare numero di dispositivi erogatori. Ciascun dispositivo erogatore 50a, 50b e 50c comprende una rispettiva unità di alimentazione 51a, 51b e 51c e una rispettiva unità filtro 52a, 52b e 52c. Un flusso d’acqua 47 originato da una sorgente idrica (non mostrata) perviene ad una pompa idraulica 46 che immette acqua in un condotto sorgente 52. Dal condotto sorgente 52 si diramano una pluralità di condotti d’acqua fredda 48a, 48b e 48c che portano acqua in parallelo ai rispettivi dispositivi erogatori 50a, 50b, e 50c. Ciascun condotto di acqua fredda 48a, 48b e 48c alimenta una rispettiva sorgente di calore, ad esempio un rispettivo scambiatore di calore 42a, 42b e 42c posizionato all’interno di una caldaia comune 40 a vapore d’acqua saturo. E’ da intendersi che le sorgenti di calore possono essere dei riscaldatori primari indipendenti, ad esempio del tipo descritto in WO 91/07898.

All’uscita di ciascun scambiatore di calore 42a, 42b e 42c un rispettivo condotto di alimentazione 49a, 49b e 49c immette acqua calda al rispettivo dispositivo erogatore, in particolare alla rispettiva unità di alimentazione 51a, 51b e 51c.

Su ciascun condotto di acqua fredda 48a, 48b e 48c à ̈ disposta una rispettiva valvola idraulica 44a, 44b e 44c a portata regolabile, preferibilmente una elettrovalvola proporzionale, collegata ad un’unità di controllo 41 che controlla la portata dell’acqua immessa nello scambiatore di calore e quindi nel condotto di alimentazione del rispettivo dispositivo erogatore.

Preferibilmente, lungo ciascun condotto di acqua fredda à ̈ posizionato un rispettivo dispositivo misuratore di portata 45a, 45b e 45c, preferibilmente a monte della valvola 44a, 44b, e 44c. Ciascun condotto di acqua fredda alimenta un rispettivo scambiatore di calore 42a, 42b e 42c all’interno di una caldaia 40.

Su ciascun condotto di alimentazione 49a, 49b e 49c à ̈ disposto un rispettivo sensore di pressione 43a, 43b e 43c collegato all’unità di controllo 41 che riceve i segnali rappresentativi della pressione di erogazione rilevata e inviati dai sensori di pressione.

Sebbene non illustrato in figura, nella quale i dettagli strutturali del dispositivo erogatore non sono raffigurati, ciascuna unità di alimentazione 51a, 51b e 51c comprende un canale di erogazione che porta acqua calda in pressione all’unità di filtro. In una forma realizzativa, l’unità di alimentazione comprende un canale di erogazione scavato nel corpo dell’unità di alimentazione. L’acqua perviene al canale di erogazione dal rispettivo condotto di alimentazione 49a, 49b e 49c ad una data temperatura di erogazione.

In una macchina così realizzata à ̈ possibile regolare il valore della pressione durante lo svolgimento della fase di erogazione del caffà ̈ per ciascun dispositivo erogatore agendo sulla portata dell’acqua in uscita dalla valvola a portata regolabile attraverso l’unità di controllo 41. E’ inoltre possibile programmare, sempre attraverso l’unità di controllo 41, che l’erogazione sia realizzata secondo una curva di pressione predeterminata che può essere selezionata in dipendenza dalle tipologie di caffà ̈ che si desidera ottenere.

La figura 4 illustra schematicamente un circuito idraulico e di controllo per una macchina per caffà ̈ che comprende una pluralità di dispositivi erogatori, secondo una altra forma realizzativa in accordo con la presente invenzione. Numeri di riferimento uguali indicano componenti uguali o aventi funzioni equivalenti delle componenti di figura 3.

Dal condotto sorgente 52 si diramano una pluralità di condotti di acqua fredda 68a, 68b e 68c, su ciascuno dei quali essendo disposta una rispettiva valvola a portata regolabile 44a, 44b, e 44c. Ciascuna valvola a portata regolabile à ̈ atta a generare un segnale di controllo rappresentativo della portata dell’acqua erogata verso il rispettivo dispositivo di erogazione ed à ̈ collegata ad un’unità di controllo 61, quale una CPU.

L’uscita di ciascun scambiatore di calore 42a, 42b e 42c, tramite un rispettivo condotto 64a, 64b e 64c, alimenta acqua riscaldata ad un rispettivo punto di miscelazione 69a, 69b e 69c al quale perviene anche un rispettivo condotto 63a, 63b e 63c collegato al condotto 68a, 68b e 68c e portante acqua fredda.

Su ciascun condotto di acqua calda 64a, 64b e 64c e su ciascun condotto di acqua fredda 63a, 63b e 63c, a monte del rispettivo punto di miscelazione 68a, 69b e 69c sono preferibilmente inseriti dei calibratori di flusso indicati con 65.

Tali calibratori di flusso consentono di regolare, ad esempio durante la messa in uso della macchina, la quantità di acqua fredda rispetto all’acqua calda in modo da ottenere un flusso di acqua miscelata nel condotto di alimentazione ad una temperatura di alimentazione. A valle di ciascun punto di miscelazione 69a, 69b e 69c, l’acqua miscelata perviene al rispettivo dispositivo erogatore 60a, 60b e 60c. Ciascun dispositivo erogatore 60a, 60b e 60c comprende una rispettiva unità di alimentazione 63a, 63b e 63c ed una rispettiva unità filtro 52a, 52be 52c collegata in modo rimovibile alla corrispondente unità di alimentazione.

In una forma di realizzazione, ciascun dispositivo erogatore 60a-60c à ̈ del tipo illustrato nelle figure 1 e 2. In tale forma realizzativa, ciascuna unità di alimentazione include una camera di riscaldamento (dettagli strutturali dei dispositivi erogatori non mostrati in figura 4) alla quale perviene acqua alla temperatura di alimentazione dal rispettivo condotto di alimentazione 66a, 66b e 66c. L’acqua à ̈ riscaldata alla temperatura di erogazione da mezzi riscaldanti contenuti nella camera di riscaldamento di ciascuna unità di alimentazione 63a, 63b e 63c ed à ̈ immessa in un rispettivo condotto di collegamento 70a, 70b e 70c alla rispettiva unità di filtro attraverso un canale di erogazione che sfocia immediatamente a monte di un filtro compreso nella unità di filtro.

Una elettro valvola di intercettazione 68a, 68b e 68c à ̈ disposta sul rispettivo canale di collegamento 70a, 70b e 70c, la valvola avendo almeno due posizioni operative: una prima posizione che determina l’alimentazione dell’acqua al canale di erogazione dell’unità di filtro e una seconda posizione che interrompe l’alimentazione.

Lungo ciascun canale di collegamento 70a, 70b e 70c, preferibilmente a monte della rispettiva valvola di intercettazione 68a, 68b e 68c, à ̈ disposto un rispettivo sensore di pressione 67a, 67b e 67c, ciascuno essendo atto a misurare la pressione di erogazione del rispettivo dispositivo erogatore. Ciascun sensore di pressione à ̈ collegato ad un’unità di controllo 61 che riceve i dati relativi alla pressione misurata dai sensori.

Preferibilmente, le valvole di intercettazione 68a, 68b e 68c sono controllate dall’unità di controllo 61 che ne comanda le posizioni operative.

Secondo un particolare aspetto, l’invenzione à ̈ relativa ad un metodo di controllo della pressione idraulica dell’acqua immessa nel dispositivo di erogazione di una macchina per caffà ̈.

Le figure 5a-5c sono delle rappresentazioni grafiche della pressione dell’acqua in funzione del tempo per una fase singola di erogazione, secondo diverse forme realizzative dell’invenzione.

La figura 5a illustra una curva di pressione all’interno dell’intervallo di tempo di erogazione pari a teper l’erogazione della bevanda da un dispositivo erogatore. In questo esempio, una volta stabilito il valore di pressione pedurante l’erogazione della bevanda, l’unità di controllo comanda il dispositivo elettronico di comando di aprire la valvola a portata regolabile (e.g., con riferimento alla figura 2, la valvola 36) ad un predeterminato valore di sezione trasversale dell’apertura di uscita. A tale valore 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 à ̈ monitorata dall’unità di controllo che riceve i dati inviati dal sensore di pressione. Se necessario, l’unità di controllo aggiusta la sezione trasversale dell’apertura di uscita della valvola se il valore di pressione non corrisponde ad un certo valore target o se la qualità del prodotto à ̈ modificata, ad esempio a causa di variazioni di macinatura della polvere di caffà ̈. Ad esempio, in questo modo, l’erogazione successiva della bevanda potrà essere effettuata con i parametri corretti.

Nell’esempio di figura 5b, il valore di pressione di estrazione, pe, à ̈ raggiunto in un tempo trcon un graduale aumento della pressione da un valore iniziale p0. La curva di pressione di figura 5b può essere realizzata graduando l’apertura della valvola di regolazione di portata secondo una curva di valori di sezioni trasversali d’apertura programmabile attraverso l’unità di controllo fino ad un valore di sezione trasversale 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 caffà ̈ impiegata e/o al tipo di erogazione che si desidera eseguire. La curva di pressione durante l’erogazione à ̈ controllata mediante il sensore di pressione che invia i dati all’unità di controllo, quest’ultima provvedendo, se necessario, ad aggiustamenti agendo sulla apertura in uscita della valvola di regolazione. Preferibilmente, l’unità di controllo riceve i dati provenienti dal dispositivo misuratore di flusso e provvede, se necessario, ad aggiustare la curva di apertura della valvola di regolazione in funzione dei dati ricevuti sia dal sensore di pressione che dal dispositivo misuratore di flusso.

La curva di pressione raffigurata in figura 5c 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 à ̈ 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 5c à ̈ 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 apertura graduale della valvola a portata regolabile in modo simile a quanto descritto con riferimento alla figura 5b.

Secondo una forma realizzativa, e solo a titolo esemplificativo con riferimento alla figura 3, per ottenere la curva di pressione di figura 5c durante l’erogazione della bevanda dal dispositivo erogatore 50a, l’unità di controllo 41 al tempo iniziale di erogazione (t=0) comanda la tensione di comando della valvola a portata regolabile 44a regolando il passaggio dell’acqua in modo da impedire che la pressione nel dispositivo erogatore 50a salga oltre il valore di pw, ad esempio pari a 1,5 bar. Preferibilmente, l’unità di controllo regola la durata dell’intervallo di tempo di infusione twa seguito del rilevamento della portata effettiva dell’acqua emessa dalla valvola 44a misurata dal dispositivo misuratore di portata 45a, e, se il valore rilevato di portata si discosta e ad esempio supera il valore pw, la tensione di comando di ingresso alla valvola 44a viene regolata. Successivamente, il dispositivo elettronico di comando della valvola a portata regolabile pilota la valvola ad un predeterminato valore di apertura di uscita per un dato intervallo di tempo (te- tw) che corrisponde ad una pressione nominale di estrazione pe. Al tempo teil dispositivo elettronico di comando comanda la chiusura della valvola a portata regolabile.

In generale, à ̈ possibile impostare nell’unità di controllo una curva di pressione p(t) in funzione del tempo, con 0£t£te.

Durante la fase di erogazione, monitorando la portata dell’acqua rilevata dal dispositivo, l’unità di controllo può modificare l’apertura di uscita della valvola a portata regolabile per aumentare o diminuire la pressione erogata dalla valvola 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.

Ad esempio, potrebbe accadere che a causa di una presenza anomala di polvere troppo fine, un aumento dell’apertura della valvola di regolazione di portata 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.

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 alle figure 2-4, il dispositivo misuratore di portata (28 o 45a-45c) può essere disposto nel condotto (3, 48a-48c, 68a-68c) che porta l’acqua dalla pompa allo scambiatore di calore.

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.

Sebbene non esplicitamente menzionato nelle forme di realizzazione preferite sopra descritte, la presente invenzione può contemplare una macchina per caffà ̈ che utilizza cialde pre-confezionate di caffà ̈ macinato.

Claims (13)

1. Rivendicazioni 1. Macchina per caffà ̈ per produrre ed erogare bevande a base di caffà ̈ comprendente: una pompa idraulica (35;46); almeno un dispositivo erogatore (13;50a-50c;60a-60c) comprendente una unità filtro (31;52a-52c) atta a contenere polvere di caffà ̈ ed una unità di alimentazione (14; 51a-51c;63a-63c) atta ad immettere acqua all’unità di filtro quando l’unità filtro à ̈ 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 (11;49a-49b;66a-66b) 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 (22;41;61), un sensore di pressione (21;43a-43c;67a-67c) 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, ed una valvola idraulica a portata regolabile (36;44a-44c) disposta lungo il circuito idraulico e atta ad immettere quantità variabili di acqua all’almeno un dispositivo erogatore, la valvola a portata regolabile essendo azionabile da un dispositivo elettronico di comando controllato elettronicamente dall’unità di controllo per regolare la portata dell’acqua in uscita in funzione di un valore di pressione di erogazione rilevato.
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, nella quale il sensore di pressione à ̈ disposto nel condotto di alimentazione (49a-49c).
3. 3. Macchina secondo le rivendicazioni 1 e 2, nella quale la valvola a portata regolabile à ̈ una elettro valvola proporzionale.
4. 4. Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, nella quale il sistema di controllo comprende inoltre un dispositivo misuratore della portata dell’acqua (28;45a-45c) disposto lungo il circuito idraulico, il dispositivo essendo atto a generare un segnale di controllo rappresentativo della portata dell’acqua che lo attraversa e collegato elettronicamente all’unità di controllo per rilevare la portata dell’acqua e regolare la portata dell’acqua erogata dalla pompa in funzione di almeno un valore di portata d’acqua rilevato.
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 4, nella quale il dispositivo misuratore di portata à ̈ disposto a monte della valvola a portata regolabile.
6. 6. Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, nella quale: l’almeno un dispositivo erogatore comprende una camera di riscaldamento (12) in comunicazione fluida con il condotto di alimentazione (11), detta camera di riscaldamento comprendendo elementi riscaldanti (20) ed essendo provvista di un’uscita (24) per consentire l’immissione di acqua ad una temperatura di erogazione in un condotto di collegamento (23) in comunicazione fluida con l’unità filtro (31) tramite una valvola di intercettazione (26).
7. 7. Macchina secondo la rivendicazione 6, nella quale il sensore di pressione à ̈ disposto sul condotto di collegamento a monte della valvola di intercettazione.
8. 8. Metodo per controllare la pressione di erogazione in una macchina per caffà ̈ per produrre ed erogare bevande a base di caffà ̈ che include almeno un dispositivo erogatore (13;50a-50c;60a-60c) comprendente una unità filtro (31;52a-52c) atta a contenere polvere di caffà ̈, il metodo comprendendo: fornire acqua ad un circuito idraulico in comunicazione fluida con l’almeno un dispositivo erogatore e comprendente una valvola a portata regolabile (36;44a-44c) atta ad emettere quantità variabili di acqua all’almeno un dispositivo erogatore; emettere dalla valvola a portata regolabile una predeterminata quantità d’acqua corrispondente ad almeno un valore di pressione di erogazione nominale, la valvola a portata regolabile essendo azionabile tramite un dispositivo elettronico di comando che controlla la portata d’acqua in uscita dalla valvola; rilevare almeno un valore di pressione d’erogazione dell’acqua attraverso un sensore di pressione (21;43a-43c;67a-67c) 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 emessa dalla valvola a portata regolabile in funzione dell’almeno un valore di pressione rilevato.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, nel quale la valvola a portata regolabile comprende un’apertura di uscita per emettere quantità di acqua al dispositivo erogatore e il regolare la portata dell’acqua à ̈ realizzato variando l’apertura di uscita.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, nel quale la valvola a portata regolabile à ̈ azionabile con una sezione trasversale al flusso d’acqua variabile dell’apertura di uscita e il fornire la predeterminata quantità d’acqua comprende selezionare almeno un valore di sezione trasversale dell’apertura di uscita, l’almeno valore di sezione trasversale corrispondendo all’almeno un valore di pressione nominale.
11. 11. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 10, nel quale: l’emettere la predeterminata quantità d’acqua comprende rilevare almeno un valore della portata d’acqua fornita dalla pompa attraverso un dispositivo misuratore di portata (28) disposto lungo il circuito idraulico e regolare la portata dell’acqua in uscita dalla valvola a portata regolabile in funzione dell’almeno un valore di portata rilevato.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente inoltre selezionare almeno un valore di portata nominale e nel quale il regolare la portata dell’acqua in uscita à ̈ realizzata se l’almeno un valore rilevato della portata si discosta dall’almeno un valore di portata nominale.
13. 13. Metodo secondo le rivendicazioni 11 o 12, comprendente inoltre selezionare un tempo di erogazione nominale e nel quale il regolare la portata dell’acqua in uscita dalla valvola a portata regolabile à ̈ realizzato in modo che la predeterminata quantità d’acqua sia erogata all’unità filtro in un tempo sostanzialmente uguale al tempo di erogazione nominale.