ITMI970247A1 - Gruppo infusore migliorato per l'infusione e l'erogazione di infusi particolarmente per macchine per caffe'espresso e bevande in genere - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"GRUPPO INFUSORE MIGLIORATO PER L'INFUSIONE E L'EROGAZIONE DI INFUSI, PARTICOLARMENTE PER MACCHINE PER CAFFÈ' ESPRESSO E BEVANDE IN GENERE"

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un gruppo infusore migliorato, per l'infusione e l'erogazione di infusi, particolarmente adatto per macchine per caffè espresso e bevande in genere.

Come è noto le macchine distributrici automatiche per l'erogazione di caffè espresso e altre bevande calde sono sempre più diffuse in ambienti lavorativi e ricreativi ed assume sempre maggiore importanza la qualità della bevanda erogata dalla macchina e, nel caso del caffè espresso, la qualità dell'infusione, nonché la temperatura della bevanda offerta all 'utente.

Sono comunemente noti gruppi di infusione in plastica per macchine per caffè espresso e bevande calde in genere che presentano un'incastellatura di sostegno supportante un corpo di infusione il quale è montato oscillante in una prima posizione per l'introduzione della polvere di infusione in una camera di infusione, ed in una seconda posizione per l'erogazione del liquido di infusione, mediante l'inserimento di un pistone infusore nella camera di infusione.

L'incastellatura di sostegno è collegata alla macchina e il pistone infusore è integrato nel gruppo irifusore ed è in grado di muoversi scorrevolmente entro la porzione superiore dell 'incastellatura.

La caldaia per il riscaldamento (mediante elementi riscaldanti) del liquido necessario per l'infusione (generalmente acqua) è separata dal pistone infusore e collocata internamente al contenitore esterno della macchina distributrice automatica.

Il liquido riscaldato dalla caldaia viene quindi inviato al pistone infusore e attraverso di esso passa nella camera di infusione per essere poi erogato da un beccuccio.

Quindi, il liquido di infusione viene immesso dall’alto nella camera di infusione integrata nell'incastellatura di supporto .

Questo tipo di gruppi infusori per macchine distributrici automatiche per bevande calde presenta degli inconvenienti di funzionamento che comportano una qualità non ottimale della bevanda erogata dalla macchina.

In primo luogo, dato che la caldaia è separata dal pistone infusore è necessario prevedere un percorso di alimentazione dell'acqua dalla caldaia alla camera di infusione che necessariamente comporta una notevole dispersione termica.

Inoltre, la camera di infusione si trova a temperatura ambiente e quindi il liquido una volta immesso in essa tende a raffreddarsi repentinamente con la conseguenza che la bevanda distribuita non è a temperatura ottimale.

Per ovviare a questo inconveniente, e dato che la temperatura della bevanda distribuita, ad esempio nel caso del caffè espresso, deve essere di circa 77-78°C nel bicchiere, al fine di poter mantenere in uscita una tale temperatura, il liquido (acqua) nella caldaia deve essere portato oltre la temperatura di ebollizione, in modo da tenere conto di tutte le successive dispersioni termiche.

Tuttavia, questo innalzamento della temperatura del liquido nella caldaia non garantisce che la prima erogazione della bevanda sia alla temperatura voluta.

Infatti, qualora la macchina distributrice non venga impiegata per un certo tempo, il gruppo infusore e quindi la camera di infusione si portano ad una temperatura molto più bassa di quando la macchina è in funzione e quindi la prima bevanda distribuita successivamente alla ripresa del funzionamento della macchina sarà ad una temperatura notevolmente inferiore a quella ottimale .

Inoltre, questa diminuzione della temperatura per dispersione termica comporta una pressione maggiore richiesta per realizzare l’infusione.

Infatti, la pressione di infusione è anche funzione della temperatura ambiente della camera di infusione e quanto più è elevata tale temperatura, tanto più è minore la pressione necessaria per l'infusione: quindi si ha il vantaggio che la velocità di estrazione è costante e si ottiene una buona infusione senza estrarre acidi dalla polvere, ad esempio di caffè .

La velocità di estrazione è altresì influenzata dalla temperatura della camera di infusione. Una camera di infusione fredda riduce la velocità di estrazione e quindi l'acqua permane nella camera per un tempo maggiore, aumenta la dispersione termica, e l'acqua si raffredda con la conseguenza che la prima bevanda è fredda.

Inoltre, i gruppi di infusione di tipo noto hanno un pistone infusore fisso o eventualmente regolabile manualmente in due posizioni: questo comporta l'inconveniente che la dose di caffè utilizzabile è unica o al limite, nel secondo caso, è possibile preimpostare due differenti dosi di caffè, a scapito della versatilità della macchina distributrice.

Compito precipuo del presente trovato è quindi quello di realizzare un gruppo infusore, particolarmente per macchine per caffè espresso e bevande in genere che permetta di mantenere un temperatura sempre ottimale della bevanda distribuita, minimizzando il differenziale termico tra la prima bevanda erogata e le successive ed ottimizzando la qualità di estrazione.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un gruppo infusore, particolarmente per macchine per caffè espresso e bevande in genere che abbia una camera di infusione la cui temperatura è maggiore di quella di gruppi infusori di tipo noto.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un gruppo infusore, particolarmente per macchine per caffè espresso e bevande in genere in cui le parti a contatto con il caffè macinato siano mantenute pulite ed asciutte, in modo da migliorare l'aspetto di sanitizzazione della macchina.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un gruppo infusore, particolarmente per macchine per caffè espresso e bevande in genere in cui nella caldaia sia disponibile una riserva di acqua a temperatura inferiore a quella di ebollizione, per l'ottenimento di bevande da prodotti liofilizzati, senza la necessità di passare tramite dispositivi di eliminazione del vapore e di raffreddamento.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un gruppo infusore, particolarmente per macchine per caffè espresso e bevande in genere in cui la pressione di estrazione dalla polvere di infusione sia omogenea e costante rispetto a gruppi infusori di tipo noto, migliorando la qualità del prodotto erogato .

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un gruppo infusore, particolarmente per macchine per caffè espresso e bevande in genere in cui sia possibile regolare a piacimento la dose di caffè desiderata per ogni distribuzione, senza dover ricorrere a regolazioni manuali.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un gruppo infusore di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione ed a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi e altri scopi che meglio appariranno in seguito sono raggiunti da un gruppo infusore per l'infusione e l'erogazione di infusi, particolarmente per macchine per caffè espresso e bevande similari, comprendente un incastellatura di supporto di una camera di infusione, atta ad essere collegata all'involucro di una macchina di distribuzione automatica di bevande, una caldaia per il riscaldamento di un liquido di infusione e mezzi pressori infusori, detta camera di infusione essendo mobile da una prima posizione di immissione di una polvere di infusione ad una seconda posizione di inserimento di detti mezzi pressori infusori per realizzare l'infusione di detta polvere, caratterizzato dal fatto che almeno una regione di detta incastellatura di supporto è collocata adiacente ad almeno una regione di detta caldaia per il riscaldamento indiretto di detta camera di infusione, detta caldaia essendo alloggiata entro l'involucro di detta macchina. Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del gruppo infusore secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la Fig. 1 è una vista prospettica della macchina di distribuzione di bevande con la caldaia dotata di pistone integrato, secondo il presente trovato, illustrata staccata dalla macchina;

la Fig. 2 è una vista prospettica illustrante la macchina distributrice a cui è collegata la caldaia con il pistone e con la restante parte del gruppo infusore mostrata separata, secondo il presente trovato;

la Fig. 3 è una vista prospettica della macchina distributrice con il gruppo infusore realizzato secondo il presente trovato; e

la Fig. 4 è una vista in alzato frontale del gruppo infusore secondo il presente trovato.

Con riferimento alle figure citate, il gruppo infusore secondo il trovato comprende un'incastellatura 1 di supporto di una camera di infusione 2, una caldaia 3 e mezzi pressori infusori 4, vantaggiosamente realizzati ad esempio da un pistone di infusione/erogazione costituente parte integrante della caldaia 3.

L'incastellatura di sostegno è accoppiabile alla parete di un involucro di una macchina distributrice automatica di bevande schematicamente illustrata nelle figure e indicata dal numero di riferimento 5.

L'incastellatura di supporto 1 è costituita da due spallamenti la e lb collegati fra loro e fra loro supportanti, in modo scorrevole, la camera di infusione 2.

In particolare, la camera di infusione 2 è mobile tramite un leverismo a biella-manovella 20, azionato da un motoriduttore (non mostrato nella figure), in modo basculante (movimento eccentrico), scorrevole entro guide definite internamente ai due spallamenti la e lb, tra una prima posizione di caricamento della polvere, ad esempio di caffè, ed una seconda posizione in cui la camera di infusione 2 si porta in impegno con il pistone di infusione/erogazione 4.

La caldaia 3 con il pistone 4 in essa integrato è connessa ad una parete dell'involucro della macchina distributrice 5, in modo tale che almeno una regione piatta 6 della caldaia 3 sporga dalla suddetta parete. In particolare, nella parete a cui deve essere accoppiata l'incastellatura di supporto 1 sono definite rispettivamente una prima ed una seconda apertura 7 e 8 atte rispettivamente a permettere alla regione 6 della caldaia 3 e al pistone di infusione/erogazione 4 di sporgere dalla parete della macchina 5.

In questo modo, in seguito all'accoppiamento della incastellatura di supporto 1 alla parete dell'involucro della macchina 5, la regione piatta 6 della caldaia 3 entra in contatto almeno uno spallamento la, lb di tale incastellatura riscaldando indirettamente la camera di infusione 2 in essa scorrevole.

La camera di infusione 2 prevede inoltre un condotto 9 di immissione di liquido di infusione, ad esempio acqua, ad essa solidale e posizionato in corrispondenza del fondo della camera di infusione 2, in modo tale che il liquido di infusione sia immesso nella camera 2 dal basso e quindi filtri attraverso la polvere per l'infusione presente nella camera 2.

La camera di infusione 2 a sua volta prevede un elemento filtrante inferiore 10 atto a scorrere assialmente entro la camera 2 e mosso da un opportuno leverismo 11, per l'espulsione della polvere di infusione già utilizzata.

Nella posizione superiore del movimento della camera di infusione 2 questa va ad innestarsi contro il pistone 4 il quale è dotato di un elemento filtrante superiore 12 che permette il passaggio dell'infusione dalla camera 2 all'interno del pistone di infusione/erogazione.

Il pistone 4 comprende inoltre un'apertura di erogazione in cui si impegna un condotto di erogazione 13 per il convogllamento dell'infusione verso un bicchiere di raccolta 14.

Il pistone di infusione/erogazione 4 è inoltre dotato dì un microsifone 15 collocato nel cielo del pistone, contenente aria e atto a permettere lo svuotamento completo del condotto di erogazione 13 e ad impedire quindi ritorno di liquido verso la camera di infusione 2.

Il pistone 4 è alloggiato in un sede definita nella caldaia 3 ed effettua entro questa sede una corsa determinata da mezzi di bilanciamento opportunamente realizzati ad esempio da una molla elicoidale 16 che bilanciano lo spostamento del pistone in seguito ad impegno nella camera di infusione 2 in cui è contenuta la polvere per l'infusione.

A seconda del livello della polvere contenuta nella camera di infusione 2, il pistone che comprime questa polvere subisce uno spostamento entro la sua sede di alloggiamento, bilanciato dalla molla elicoidale 16.

L'incastellatura di supporto 1 è poi dotata di un elemento 17 atto a rimuovere, mediante un movimento di spazzolamento della porzione superiore della camera di infusione 2, la polvere di infusione compressa e già utilizzata, al termine del processo di infusione, quando l'elemento filtrante inferiore 10 spinge verso l'alto la polvere di infusione.

Internamente alla caldaia 3 è prevista una valvola a tre vie (non illustrata) per il prelievo del liquido di infusione dalla caldaia 3 ed il successivo invio dello stesso alla camera di infusione 2.

Vantaggiosamente l'incastellatura di supporto 1 e la camera di infusione 2 in essa contenuta sono realizzate in materiale plastico con ovvi vantaggi di peso, semplicità costruttiva e conducibilità termica.

All'interno della macchina distributrice 5 sono inoltre previsti mezzi di controllo a microprocessore (non illustrati) per il controllo delle funzioni della macchina e per il controllo della temperatura della caldaia 3.

Con riferimento alle sopra citate figure, il funzionamento del gruppo di infusione secondo il trovato è il seguente.

Con l'incastellatura di supporto 1 collegata alla parete della macchina 5, la camera di infusione 2 viene riempita con una dose desiderata, ad esempio di caffè macinato (scaricato da una tramoggia collocata superiormente rispetto alla camera di infusione 2) e quindi, mossa dal motoriduttore va ad innestarsi sul pistone di infusione/erogazione 4 per realizzare la compressione della pastiglia di caffè.

Successivamente acqua calda, a temperatura ottimale, viene immessa, tramite l'elettrovalvola a tre vie, all'interno della camera di infusione 2, dal basso, entrando quindi dall'elemento filtrante inferiore 10 per attraversare la pastiglia di caffè macinato e fuoriuscire dal pistone di infusione/erogazione 4 attraverso l'elemento filtrante superiore 12 del pistone stesso.

Quindi, la camera di infusione 2 viene riportata nella posizione di riposo e in questa fase l'elemento filtrante inferiore 10 scorrendo verticalmente entro la camera di infusione 2 espelle la pastiglia di caffè macinato già sfruttata.

Dato che la camera di infusione 2 scorre sugli spallamenti in plastica la, lb uno dei quali è appoggiato alla regione piana 6 della caldaia 3 allo scopo di ricevere calore per contatto dalla caldaia stessa, si garantisce che la camera di infusione 2 abbia una temperatura costante sostanzialmente non inferiore a circa 32-34°C. Questa è una delle condizioni primarie per minimizzare il differenziale termico tra la prima infusione e le successive .

L'elettrovalvola a tre vie (non mostrata nelle figure) essendo ricavata all' interno della caldaia 3 stessa non costituisce un elemento di raffreddamento nel percorso dell'acqua dalla caldaia 3 alla camera di infusione 2.

Il caffè estratto dalla pastiglia macinata recupera e mantiene calore, dopo l'infusione, in quanto fuoriesce dall'elemento filtrante superiore 12 passando attraverso il pistone di infusione/erogazione 4 (il quale funge quindi anche da erogatore) in quanto il pistone è parte integrante della caldaia stessa.

Un opportuno programma di controllo a microprocessore consente istantaneamente tramite lettura continua da parte di una sonda termica (non mostrata) in immersione nella caldaia 3, di mantenere costante la temperatura dell'acqua in caldaia durante la fase di stand-by e di fornire dell'energia istantanea aggiuntiva all'acqua della prima erogazione (proporzionale al tempo trascorso rispetto all'ultima) per compensare il primo abbattimento termico dovuto al condotto di uscita verso il bicchiere 14 in cui viene erogato il caffè o altra bevanda.

In pratica, l'acqua (ormai caffè) rientra nel pistone di infusione/erogazione 4 e si riscalda nuovamente prima di essere inviata nel condotto di uscita 13 che porta al bicchiere 14.

Il campo di utilizzo della dose di caffè e la pressione costante e omogenea sono garantiti dalla molla elicoidale 16 che regola lo scorrimento del pistone 4 lungo la propria guida sotto la spinta della compressione della pastiglia di caffè stessa, e ottimizza l'estrazione di sostanza dalla polvere infusa e la qualità della bevanda estratta.

La pulizia dell'elemento filtrante inferiore 10 e di quello superiore 12 è garantita dalla perfetta essicazione della pastiglia di caffè macinato che durante l'espulsione si mantiene compatta e secca, eliminando pericolosi residui bagnati che potrebbero generare occlusioni negli elementi filtranti e principi di decomposizione.

L'essicazione è ottenuta eliminando il riflusso dell'acqua dal condotto di erogazione 13 verso la pastiglia tramite il microsifone 15 ricavato nel pistone di infusione/erogazione stesso.

La temperatura costante mantenuta nella camera di infusione 2 permette di velocizzare l'operazione di estrazione del caffè dalla pastiglia minimizzando la dispersione termica e al contempo riducendo la pressione di infusione richiesta (rispetto ai gruppi infusori di tipo noto sopra descritti).

Si è in pratica constatato come il gruppo infusore secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente di mantenere una temperatura pressoché costante per le diverse erogazioni di caffè e quindi di ridurre al minimo il differenziale termico tra il "primo caffè" e i successivi. Questo è dovuto al fatto che la caldaia a cui è solidalmente collegato il pistone infusore è disposta con una sua regione direttamente a contatto con l'incastellatura di supporto della camera di infusione.

Inoltre, il caffè estratto mantiene il calore dopo l'infusione in quanto fuoriesce dal filtro superiore passando attraverso il pistone infusore il quale è mantenuto a temperatura ideale dato che è parte integrante della caldaia stessa.

La possibilità di dosare a piacimento la quantità di caffè macinato nella camera di infusione consente di poter predefinire la dose di caffè che si desidera sia erogata dalla macchina, in virtù della mobilità del pistone infusore. Questa caratteristica rende altamente versatile la macchina distributrice dotata del gruppo infusore secondo il trovato.

Il gruppo infusore così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo infusore, per l'infusione e l'erogazione di infusi, particolarmente per macchine per caffè espresso e bevande similari, comprendente un incastellatura di supporto di una camera di infusione, atta ad essere collegata all'involucro di una macchina di distribuzione automatica di bevande, una caldaia per il riscaldamento di un liquido di infusione e mezzi pressori infusori, detta camera di infusione essendo mobile da una prima posizione di immissione di una polvere di infusione ad una seconda posizione di inserimento di detti mezzi pressori infusori per realizzare l'infusione di detta polvere, caratterizzato dal fatto che almeno una regione di detta incastellatura di supporto è collocata adiacente ad almeno una regione di detta caldaia per il riscaldamento indiretto di detta camera di infusione, detta caldaia essendo alloggiata entro l'involucro di detta macchina.
2. 2. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi pressori infusori comprendono un pistone di infusione/erogazione solidale a detta caldaia .
3. 3. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta caldaia è alloggiata entro detto involucro in modo tale che almeno una regione di detta caldaia sia affacciata da un'apertura definita in una parete di detto involucro.
4. 4. Gruppo infusore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta camera di infusione è azionata da un leverismo a biella e manovella per il suo spostamento mediante movimento basculante da detta prima a detta seconda posizione.
5. 5. Gruppo infusore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta camera di infusione prevede un elemento filtrante inferiore atto a scorrere assialmente entro detta camera di infusione per l'espulsione di detta polvere di infusione, detto elemento filtrante inferiore permettendo l'immissione del liquido di infusione proveniente da detta caldaia in detta camera di infusione.
6. 6. Gruppo di infusione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta camera di infusione prevede un condotto di ammissione del liquido di infusione proveniente da detta caldaia, detto condotto di immissione permettendo l' immissione di detto liquido in corrispondenza del fondo di detta camera di infusione.
7. 7. Gruppo di infusione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto pistone di infusione/erogazione è dotato di un elemento filtrante superiore e di un'apertura di erogazione, detto elemento filtrante superiore permettendo il passaggio di detta infusione da detta camera di infusione a detta apertura di erogazione per il convogliamento , mediante un condotto, ad un bicchiere di raccolta.
8. 8. Gruppo di infusione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta caldaia presenta una sede di alloggiamento in cui scorre detto pistone di infusione/erogazione, detto scorrimento essendo limitato da mezzi di contrasto dello spostamento di detto pistone entro la sede di alloggiamento.
9. 9 . Gruppo infusore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controbilanciamento comprendono una molla elicoidale atta a controbilanciare lo spostamento di detto pistone di infusione/erogazione in seguito all'impegno di detto pistone di infusione/erogazione in detta camera di infusione al cui interno è contenuta detta polvere di infusione.
10. 10. Gruppo infusore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto pistone prevede internamente un microsifone contenente aria per lo svuotamento completo di detto condotto di invio dell'infusione a detto bicchiere .
11. 11. Gruppo infusore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta caldaia è internamente dotata di un'elettrovalvola per il prelievo del liquido di infusione da detta caldaia e per la sua immissione in detta camera di infusione.
12. 12. Gruppo infusore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta caldaia comprende almeno una sonda per il rilevamento della temperatura interna della caldaia, detta sonda essendo collegata a mezzi di controllo di detta temperatura.
13. 13. Gruppo infusore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta incastellatura di supporto e detta camera di infusione sono realizzate in materiale plastico .
14. 14. Gruppo di infusione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto pistone di infusione/erogazione è dotato di un elemento filtrante superiore e di un'apertura di erogazione, detto elemento filtrante superiore permettendo il passaggio di detta infusione da detta camera di infusione a detta apertura di erogazione per il convogliamento , mediante un condotto, ad un bicchiere di raccolta, con recupero di energia termica per effetto del fatto che detto elemento filtrante è facente parte integrante del gruppo caldaia.
15. 15. Gruppo infusore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate