ITMI961060A1

ITMI961060A1 - Procedimento per la produzione di caffe' con preimpregnazione della polvere e relativa macchina automatica.

Info

Publication number: ITMI961060A1
Application number: IT96MI001060A
Authority: IT
Original assignee: Grossi Lucio
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1997-11-24
Also published as: EP0808597A3; IT1282742B1; ITMI961060A0; EP0808597A2

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

DESCRIZIONE

Formano oggetto del presente trovato un procedimento e una macchina per l’attuazione del procedimento relativi alla produzione di una bevanda costituita da acqua e da estratto da caffè torrefatto e macinato, (in seguito indicato solamente come caffè) comprendenti una fase di preimpregnazione del caffè macinato con acqua ad elevata temperatura e bassa pressione. E' noto che per la preparazione di caffè, in particolare di caffè espresso, formato da acqua calda fatta passare attraverso caffè macinato, sono impiegate apparecchiature di vario genere che prevedono, in ogni caso, di far passare acqua ad alta temperatura, e a sufficiente pressione, attraverso uno strato di caffè, macinato con opportuna granulometria, raccogliendo quindi la bevanda cosi ottenuta.

Per ottenere un caffè espresso di qualità elevata, è conveniente che l'acqua di infusione sia ad una temperatura inferiore a quella di ebollizione, allo scopo di evitare di asportare dalla polvere di caffè, assieme alle componenti aromatiche che danno il guato alla bevanda, anche componenti indesiderabili e a volte dannose, che solo a temperature prossime a quella di ebollizione dell’acqua escono dalla polvere di caffè stessa.

Trovano pertanto vasto impiego, sia in locali pubblici, sia in abitazioni private, macchine automatiche le quali, alimentando l’acqua che deve attraversare la polvere di caffè sotto pressione, ma senza portarla all'ebollizione, permettono di ottenere tale bevanda di elevata qualità.

Le macchine automatiche, di tipo noto, per realizzare caffè, prevedono di disporre la polvere di caffè entro un elemento portafiltro, dotato di un filtro per trattenere la polvere di caffè e lasciare uscire l’infusione, di pressare opportunamente con un pistone la polvere e di alimentare attraverso tale pistone acqua calda in pressione per realizzare l’infusione. Più in particolare tale ciclo di infusione può sostanzialmente essere considerato come diviso in quattro distinte fasi:

- impregnazione lenta della polvere di caffè con acqua calda in sostanziale assenza di pressione o comunque con una pressione molto ridotta;

- innalzamento della pressione fino al valore di ciclo di circa 8 atin.;

- aumento della portata di acqua per ottenere il paesaggio della stessa attraverso il filtro e quindi l’erogazione del caffè;

- evacuazione dell’acqua di scarico rimasta nel filtro .

Per ottenere tale ciclo di lavoro le macchine per il caffè secondo la tecnica nota sono in sostanza basate sull'impiego - oltre che delle varie componenti meccaniche di azionamento ed elettriche o elettroniche di controllo - di una elettrovalvola a tre vie la quale, a seguito dei comandi ricevuti dai circuiti di controllo del ciclo, determina l'apertura o la chiusura di una delle due mandate per realizzare l’alimentazione dell’acqua d’infusione al filtro o, a fine ciclo, lo scarico dell’acqua residua rimasta nella conduttura .

Dette macchine presentano tuttavia alcuni inconvenienti che non rendono ottimale la produzione dell'infuso di caffè in quanto le dette elettrovalvole a tre vie, e/o equivalenti dispositivi meccanici che controllano l'alimentazione dell’acqua d’infusione alla polvere, determinano alla loro apertura in mandata, un rapido innalzamento della pressione con la quale l'acqua d'infusione viene alimentata al filtro, facendo conseguentemente sparire la prima fase di impregnazione lenta della polvere che è Invece la più importante per un corretto sfruttamento della polvere stessa e quindi della macchina.

Oltre a ciò alcuni degli inconvenienti presentati da dette macchine, derivano dagli scambiatori di calore impiegati per il riscaldamento dell'acqua di infusione, detti scambiatori, infatti', per consentire un sufficiente riscaldamento dell’acqua devono presentare dimensioni elevate, e non vengono svuotati al termine di ogni ciclo, con conseguente formazione di calcare che, accumulandosi, determina un calo del rendimento dello scambiatore ed errori della quantità di acqua d'infusione alimentata ad ogni ciclo.

Oltre a ciò la permanenza di acqua in temperatura all'interno dello scambiatore determina la formazione di calcare che ne riduce il rendimento

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un procedimento per la preparazione di un caffè, sia del tipo cosiddetto "espresso" sia del tipo cosiddetto "americano”, che preveda almeno una fase di preimpregnazione della polvere con acqua molto calda e a bassa pressione.

Nell’ambito di tale problema forma ulteriore necessità la realizzazione di una relativa macchina automatica che attui detto procedimento e sia composta da un limitato numero di pezzi, di costo ridotto ed elevata affidabilità risultando compatta e di limitato ingombro, e che sia predisposta per il controllo e comando da parte di mezzi automatici di tipo elettronico.

Tali risultati sono ottenuti dal presente trovato, che prevede un procedimento per la produzione di una bevanda a base di acqua ed estratto di caffè tramite una macchina automatica comprendente almeno una caldaia, una pompa di alimentazione dell’acqua di infusione, una valvola di distribuzione della stessa e un filtro di infusione, in cui detto procedimento prevede almeno una fase di preImpregnazione della polvere di caffè, effettuata con acqua ad alta temperatura e bassa pressione.

In una forma preferita di attuazione del procedimento detta acqua a bassa pressione proviene dalla caldaia stessa.

Forma ulteriore oggetto del presente trovato una macchina automatica per la produzione di una bevanda a base di acqua ed estratto di caffè la quale preveda almeno un condotto, dotato di mezzi d’intercettazione, 11 quale ponga in comunicazione la caldaia dell’acqua con la conduttura di alimentazione dell’acqua d'infusione alla polvere di caffè.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio di attuazione del trovato, effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1 uno schema della macchina automatica per la produzione di caffè secondo il presente trovato e

in figura 2 : uno schema a blocchi del procedimento per la produzione di caffè secondo il presente trovato;

Come mostra la figura 1 la macchina automatica per la produzione del caffè secondo il presente trovato comprende una caldaia 10 contenente acqua 11, riscaldata tramite una resistenza 12 e il cui livello è

controllato tramite una sonda 13.

Sia la resistenza 12 sia la sonda 13 sono collegate a dispositivi di controllo della macchina di per sè noti e non illustrati in figura.

All'interno della caldaia 10 è anche disposto lo scambiatore di calore 14 attraverso il quale viene fatta passare l’acqua di infusione per portarla alla desiderata temperatura di utilizzo.

Più In dettaglio la conduttura 20 dell’acqua di Infusione comprende In cascata: un dosatore volumetrico 21, che misura, In bassa pressione, la quantità d’acqua alimentata, una pompa 22 di alimentazione dell’acqua e una valvola 23 a tre vie che azionata In apertura o scarico dal mezzi di controllo, determina l’alimentazione dell'acqua al detto scambiatore di calore 14 e da questo al cilindro 30 di contenimento della polvere 31 di caffè.

Detta polvere di caffè 31 è supportata da un piattello 32 vincolato all’estremità superiore di un’asta 32a azionabile in traslazione verso l’alto e verso il basso tramite relativi mezzi di comando non illustrati.

Il cilindro 30 è superiormente chiuso da un pistone 33 a tenuta attraversato dalla conduttura 14a proveniente dallo scambiatore di calore 14. Detto pistone 33 effettua la compressione della polvere e, dopo che questa è stata compressa, si solleva per lasciare un’intercapedine 33a vuota tra la propria superficie interna e la polvere 31.

Detta Intercapedine 33a ha il duplice scopo di consentire un accumulo di acqua che può In tal modo distribuirsi su tutta la superficie della pastiglia di polvere compressa di caffè e consentire l’espansione di quest’ultima provocata dall'aumento di volume dovuto all'impregnazione con l’acqua.

Come illustrato, il cilindro di infusione 30 presenta anche un beccuccio 34 di erogazione del caffè alla tazzina 40.

Nella macchina secondo il trovato si prevede anche che la caldaia 10 sia posta in comunicazione con la conduttura 20 di alimentazione dell'acqua d'infusione tramite un condotto 51 che fuoriesce dalla caldaia 10 e si innesta su detta conduttura 20, a monte della elettrovalvola 23 a tre vie.

Il detto condotto 51 è intercettato tramite un’elettrovalvola 52 a due vie comandabile in apertur ra/chluaura tramite detti mezzi di controllo.

Detto collegamento tra caldaia 10 e conduttura 20 è globalmente indicata con 50 in figura 1.

Sulla conduttura di alimentazione dell’acqua d’infusione e a monte del punto di raccordo del condotto 51 proveniente dalla caldaia, viene disposta una valvola unidirezionale 53 per impedire che l’acqua di caldaia possa andare verso la pompa 22.

II procedimento per la produzione di un caffè tramite la sopra descritta macchina comprende le seguenti fasi - riassunte nello schema a blocchi di flg. 2 che corrispondono anche al funzionamento della macchina stessa:

- riscaldamento dell’acqua 11 contenuta nella caldaia 10 fino alla temperatura prefissata;

- riempimento del cilindro 30 portante il filtro 32 d’infusione con la prefissata quantità di polvere di caffè 31;

- compressione della polvere 31 di caffè tramite il pistone 33,

- sollevamento del pistone 33 per creare l'intercapedine 33a,

- apertura dell'elettrovalvola a tre vie 23 e della valvola a due vie 52 del condotto 51 di collegamento della caldaia 10 alla conduttura 20 dell'acqua d’infusione,

- invio allo scambiatore 14 di calore e da questo alla polvere di caffè, di acqua 11 proveniente dalla caldaia 10

- chiusura dopo un tempo prefissato della valvola a due vie 52 e quindi del condotto di collegamento caldaia circuito di dell’acqua d’infusione.

In questa prima fase di funzionamento viene in sostanza inviata alla polvere di caffè 31 una ridotta quantità d’acqua ad alta temperatura e bassa pressione, la quale è sufficiente a riempire completamente la conduttura a valle della elettrovalvola a tre vie 23 e l'intercapedine 33a compresa tra pistone 33 e polvere 31 nonché a determinare la desiderata fase di preimpregnazione della polvere che favorisce una mielior resa della estrazione degli aromi dalla polvere stessa e la formazione di una crema scura e consistente.

Una volta terminata la fase di preimpregnazlone si avvia il ciclo di vera e propria infusione comprendente le seguenti fasi

- azionamento della pompa di alimentazione 21 che alimenta la prefissata quantità di acqua d'infusione controllata tramite il dosatore volumetrico 22;

- raccolta del caffè erogato attraverso il beccuccio 34;

- messa in scarico, dopo un tempo predeterminato della elettrovalvo la 23 a tre vie, al fine di ottenere lo svuotamento completo della conduttura 14a e dello scambiatore di calore 14.

Risulta pertanto evidente come il procedimento e la relativa macchina automatica per la produzione di caffè secondo il trovato consentano di ottenere numerosi vantaggi rispetto alla tecnica nota; in particolare il riempimento della conduttura 20 di allmentazione dell’acqua d’infusione con l'acqua di caldaia produce due effetti positivi, consistenti nel preriscaldamento dell'intero circuito con conseguente possibilità di ridurre il dimensionamento dello scambiatore di calore e il preliminare riempimento dell'intero conduttura prima della mandata dell'acqua d'infusione, la cui quantità può conseguentemente essere calcolata con precisione e ripetibilità dal dosatore volumetrico, in quanto nella conduttura stessa sono sicuramente assenti eventuali bolle d’aria o simili .

Molteplici varianti possono essere introdotte nella realizzazione delle parti componenti il trovato, senza per questo uscire dall’ambito di protezione del presente brevetto come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per la produzione di una bevanda a base di acqua ed estratto da caffè tostato e macinato caratterizzato dal fatto che comprende almeno una fase di preimpregnazione della polvere di caffè, prima dell’avvio del ciclo di produzione della bevanda con acqua in pressione.
2) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta preimpregnazione è effettuata con acqua ad elevata temperatura e bassa pressione .
3) Procedimento secondo rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che la temperatura dell'acqua di preimpregnazione è sostanzialmente compresa tra SO C. e 105°C.
4) Procedimento secondo rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che la pressione dell’acqua di preimpregnazione è sostanzialmente compresa tra 0,2 e 3,5 bar.
5) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la fase di preimpregnazione comprende la seguente sequenza: - riscaldamento dell’acqua fino alla temperatura prefissata; - riempimento del cilindro d'infusione con la prefissata quantità di polvere di caffè-, - compressione della polvere tramite il pistone, - creazione di una intercapedine tra polvere e pistone , - alimentazione di acqua ad alta temperatura e bassa pressione allo scambiatore di calore e da questo alla polvere di caffè, - interruzione, dopo un tempo prefissato, dell'alimentazione dell'acqua.' 6) Macchina per la produzione di una bevanda a base di acqua ed estratto da caffè torrefatto e macinato comprendente almeno una caldaia (10), una valvola (23) a tre vie comandablle e uno scambiatore di calore (14) inseriti lungo una conduttura (20) di alimentazione dell'acqua d'infusione alla polvere di caffè (31), contenuta in un filtro (30), caratterizzata dal fatto che comprende un condotto (51) di collegamento della detta caldaia (10) alla detta conduttura (20) di alimentazione dell’acqua d'infusione al filtro (30). 7) Macchina secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto detto condotto sfocia nella conduttura (20) di alimentazione dell’acqua d'infusione in una posizione a monte della detta valvola (23) a tre vie. B) Macchina secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che a monte del punto di inserzione del condotto (51) sulla conduttura (20) è prevista una valvola unidirezionale (53). 9) Macchina secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che lungo detto condotto (51) proveniente dalla caldaia (10) è disposta una valvola (52) d’intercettazione comandablle in apertura/chiusura. 10) Macchina secondo rivendicazione 6 e 9 caratterizzata dal fatto che detta valvola (52) d'intercettazione è del tipo a due vie. 11) Macchina secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che detta valvola (23) a tre vie & disposta a monte dello scambiatore di calore (14). 12) Macchina secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che l'acqua di prelmpregnazlone è preferibllmnete acqua della caldaia (10) della macchina stessa.