ITRM20070490A1 - Filtro contenitore a rendimento migliorato per macchina da caffe'. - Google Patents

Description

" FILTRO CONTENITORE A RENDIMENTO MIGLIORATO PER MACCHINA DA CAFFÈ "

Stato dell'arte

Tutto il mondo oggi ormai si sveglia con il profumo del caffè, tanto da essere considerato come la bevanda più popolare dopo l'acqua e il vino.

Le maniere per preparare il caffè sono tante e nonostante gli ingredienti siano sempre gli stessi, ossia l'acqua e il caffè, ciò che fa la differenza è il modo di estrarre le sostanze e gli aromi presenti nel caffè.

Il tempo e la territorialità hanno visto diverse soluzioni per quanto riguarda le apparecchiature o i sistemi per la preparazione del caffè alcuni dei quali non sono tramontati, ma sono stati affiancati semplicemente da nuove soluzioni tecnologicamente più avanzate. La macchina per fare il "caffè alla Turca", detta anche popolarmente "cuccuma" o "ibrik", altro non è che un bricco di rame contenente l'acqua alla quale dopo essere stata portata all’ ebollizione viene aggiunto il caffè macinato finissimo e a volte già zuccherato o con miele, e quindi versato in tazze e bevuto immediatamente con la polvere del caffè in sospensione. Un'altra abitudine, connessa con la tecnica predetta vuole che il caffè venga lasciato sedimentare per qualche minuto e poi sia bevuto una volta depositato; questa seconda soluzione ovviamente dà anche un piacere aggiunto, ovvero quello della pausa necessaria per la sedimentazione, pausa che in momenti di nervosismo fa sì che il caffè sia addirittura un calmante.

Un altro modo di fare il caffè è il metodo detto "a percolazione". Il caffè viene riposto in un filtro di stoffa o di carta adatta all'uso, posizionato all'ingresso di una brocca o recipiente, quindi l'acqua calda viene versata su questo filtro attraversandolo ed estraendo il caffè. I percolatori più evoluti spesso sono dotati di una resistenza elettrica che mantiene il caffè alla temperatura ottimale per un lungo tempo.

E' ancora oggi consuetudine di alcuni paesi nordici preparare il caffè con un sistema definito "Melior", che prevede di versare acqua bollente in un apposito contenitore di vetro assieme al caffè macinato a grana grossa, di mescolare il tutto con un cucchiaino, di lasciare decantare e infine con un apposito stantuffo si costringe la polvere di caffè in sospensione verso il basso, in modo da ottenere un ottimo caffè.

Tuttavia, la celerità di preparazione del caffè con la macchina espresso, sta ormai sostituendo tutti gli altri sistemi per via sia della sua praticità e sia della qualità del caffè preparato.

La moka detta comunemente "caffettiera", tuttavia, risulta a tutto oggi ancora tra le macchine più utilizzate per la preparazione del caffè, specialmente in Italia, perchè riesce facilmente a farci assaporare un’ottima bevanda. Sino a quando non sono apparse le macchine per fare il caffè espresso a cui ormai siamo abituati, era il solo modo per bere una buona tazza di caffè anche in ufficio senza dover disporre di molto tempo e con una praticità sconosciuta agli altri sistemi.

Pur tuttavia tale apparecchiatura moka ha mostrato da sempre alcuni limiti caratterizzati in particolare dalla bassa capacità estrattiva dell'acqua nei confronti delle sostanze contenute nella polvere del caffè.

Allo scopo di realizzare una macchina da caffè con un rendimento migliorato e per gli ulteriori scopi che verranno riferiti di seguito, nasce l’esigenza di realizzare l’oggetto inventivo della presente domanda di brevetto.

Descrizione dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un filtro contenitore a rendimento migliorato per macchina da caffè in grado di apportare un netto miglioramento della capacità estrattiva da parte del veicolo acquoso nei confronti del caffè o delle altre sostanze sottoforma di polvere a granulometria variabile.

In realtà per comprendere appieno l'incremento della capacità estrattiva del predetto filtro inventivo è opportuno soffermarci sulla struttura e il funzionamento della tradizionale caffettiera moka riferita nello stato dell'arte.

Come si può osservare in Figura 4, le comuni caffettiere moka attualmente presenti sul mercato sono formate da cinque elementi principali che si montano ad incastro:

- la caldaietta o serbatoio dell'acqua SA provvisto di una valvola di sfogo, per evitare l’eventuale sovrappressione;

- il serbatoio del caffè o filtro ad imbuto FI, dove si colloca il caffè polverizzato, che va ad alloggiarsi ad incastro nel serbatoio dell'acqua SA;

- il filtro o piastrina filtro PF, che trattenendo la polvere del caffè, evita che questo passi in sospensione nella bevanda finale;

- il serbatoio di raccolta SR della bevanda che raccoglie la bevanda stessa attraverso un condotto centrale e che si chiude a vite sul serbatoio dell'acqua SA;

- una guarnizione di gomma GG interposta tra il serbatoio di raccolta della bevanda e il serbatoio dell’acqua SA, che trattiene in posizione la piastrina filtro PF e che evita la fuoriuscita laterale dell'acqua e del vapore.

Nonostante la predetta semplicità strutturale, il funzionamento della caffettiera moka in realtà si basa su leggi fisiche della termodinamica e della fluidodinamica ben determinate. Ciò che si verifica nella caffettiera, infatti, è provocato dalla fonte di calore che riscalda sia l'acqua all'interno della serbatoio dell’acqua SA e sia il sottile strato di aria che la sovrasta. L'aria scaldandosi tende ad espandersi, aumentando conseguentemente la sua pressione, e ciò andrà a comprimere l'acqua nel serbatoio, che come unico sfogo troverà il beccuccio BF del filtro ad imbuto. Di conseguenza l'acqua calda salirà e fluirà ad alta pressione attraverso la polvere, trasformandosi nella bevanda che viene raccolta nel serbatoio di raccolta SR.

In realtà, il beccuccio BF del filtro ad imbuto svolge una importante funzione regolatrice, in quanto se troppo lungo consentirà la salita dell'acqua prima che questa abbia raggiunto una temperatura elevata e idonea all'estrazione, mentre se troppo corto consentirà all'acqua di raggiungere la temperatura di ebollizione e quindi di raggiungere una pressione troppo elevata all'interno della serbatoio dell’acqua SA.

Come si può osservare in Figura 4, sulla base del principio sopra esposto, l'impostazione strutturale del classico filtro ad imbuto FI, che si basa su un’entrata inferiore dell'acqua in posizione assiale e di un’uscita superiore dell'acqua in un'analoga posizione assiale, genera una fluidodinamica di attraversamento del filtro con scarsa capacità estrattiva. Come si può osservare dalle linee di flusso, rappresentate dalle frecce nella Figura 4, la zona centrale del filtro è maggiormente interessata dal flusso del veicolo acquoso rispetto alle zone periferiche del filtro stesso. Ciò comporta una disomogeneità di estrazione delle sostanze nobili contenute nella polvere del caffè, con la parte centrale del filtro ad imbuto FI impoverita di tali sostanze nobili ma che nonostante ciò continua a ricevere un consistente flusso del veicolo acquoso, mentre con la zona periferica, ancora ricca di dette sostanze nobili, che riceve soltanto una piccola percentuale del veicolo acquoso predetto.

L'obbiettivo della presente invenzione nasce proprio dall'esigenza di migliorare detta estrazione modificando proprio l'impostazione strutturale del filtro ad imbuto della tecnica precedente.

Come si può osservare nelle Figure 1, 2 e 3, l'innovativo filtro contenitore FC oggetto della presente domanda di brevetto, consiste di un elemento tubolare EM che viene alloggiato perfettamente nel serbatoio dell'acqua SA. Detto elemento tubolare EM è caratterizzato nella cavità interna, dalla presenza di un elemento discoidale ED, la circonferenza del quale è fissata ermeticamente alla superficie interna di predetto elemento tubolare EM. Detto elemento discoidale ED è collocato su un piano ortogonale all'asse dell’elemento tubolare EM, ma preferibilmente possiede una forma moderatamente conica estendentesi verso l'alto.

La parte superiore di detto elemento tubolare EM è dotata esternamente di un anello circolare distanziatore AD di altezza variabile e con lo spessore di qualche millimetro in grado di creare l’intercapedine IN (Figura 1) tra detto elemento tubolare EM e la superfìcie interna del serbatoio dell'acqua SA. Su tutto il margine superiore esterno di detto anello circolare distanziatore AD è collocata una sporgenza centrifuga SC, atta a creare una superficie di appoggio e stabilizzazione di predetto filtro contenitore FC, quando è incastrato nel serbatoio dell'acqua SA.

Il volume interno dell’elemento tubolare EM compreso tra l’elemento discoidale ED e la sporgenza centrifuga SC, va a costituire lo scompartimento nel quale collocare la polvere da cui estrarre le sostanze nobili e per questo è detto scompartimento porta-polvere SPC.

Come si può osservare nelle Figure 2 e 3, gran parte della superficie laterale di predetto scompartimento porta-polvere SPC ovvero quella porzione dell’ elemento tubolare EM, compresa tra il margine inferiore del predetto anello circolare distanziatore AD e il piano ortogonale occupato dall'elemento discoidale ED, è forata in modo da costituire complessivamente una superficie permeabile al veicolo acquoso estrattivo, ma nel contempo una superficie che non lascia passare la polvere contenuta aH'intemo dello scompartimento porta-polvere SPC ed è per questo denominata area permeabile AP.

La parte inferiore rimanente della superficie laterale di predetto elemento tubolare EM servirà essenzialmente al prolungamento di quella intercapedine IN, già instaurata tra detta superficie esterna dell’area permeabile AP e la superficie interna del serbatoio dell'acqua SA.

Fermo restando l'utilizzo di qualsiasi materiale idoneo all'impiego, il materiale con cui è complessivamente costituito detto innovativo filtro è preferibilmente una lega metallica e/o un metallo di origine naturale o sintetica.

Per quanto riguarda le dimensioni di detto innovativo filtro contenitore FC si deve premettere che tali valori sarebbero caratterizzati da intervalli troppo ampi per poter essere rappresentati in tale domanda di brevetto, giacché tale invenzione, senza volerne limitare la portata, è preferibilmente rivolta ad un inserimento nelle diverse tipologie e dimensioni di caffettiere moka già presenti sul mercato e quindi tali valori dovranno essere scelti di volta in volta dal costruttore in fase di progetto.

Breve descrizione dei disegni

Figura 1 rappresenta il filtro contenitore a rendimento migliorato della presente invenzione montato all’ interno di una caffettiera moka, nella quale le linee di flusso del veicolo acquoso sono evidenziate da frecce.

Figura 2 rappresenta la vista frontale del filtro contenitore a rendimento migliorato della presente invenzione.

Figura 3 rappresenta la vista supero-anteriore del filtro contenitore a rendimento migliorato della presente invenzione.

Figura 4 rappresenta un filtro ad imbuto classico montato all’interno di una caffettiera moka, nella quale le linee di flusso del veicolo acquoso sono evidenziate da frecce.

Descrizione preferita dell'invenzione

A titolo esplicativo ma non riduttivo descriviamo ora una realizzazione della presente invenzione applicata al caso concreto. L'impostazione strutturale di detto innovativo filtro contenitore FC a rendimento migliorato per macchina da caffè consente una volta montato, esclusivamente a titolo esemplificativo e non limitativo, all'interno di una classica caffettiera moka e quindi al posto del normale filtro a imbuto, di ottenere una estrazione nettamente migliorata delle sostanze nobili contenute nella polvere. Pur tuttavia tale filtro è caratterizzato dal fatto di poter essere utilizzato oltre che con qualsiasi delle comuni caffettiere moka anche con le apparecchiature nuove e/o di nuova concezione.

Come si può osservare nella Figura 1, l'innovativa geometria delle linee di flusso del veicolo acquoso, che permea attraverso il caffè in polvere, è ottenuta dal disallineamento dell'entrata radiale e dell'uscita assiale superiore del veicolo acquoso, che in questo innovativo filtro contenitore FC permette al veicolo acquoso di raggiungere omogeneamente tutte le zone della polvere e quindi di estrarre massivamente le sostanze nobili presenti. Tale capacità estrattiva migliorata può essere facilmente compresa già considerando l’area della superfìcie permeabile al veicolo acquoso del filtro ad imbuto dell'arte precedente e l’area della superficie permeabile AP dell’innovativo filtro contenitore FC. Mantenendo costante la misura del serbatoio dell'acqua SA, l'area della superfìcie permeabile AP al veicolo acquoso dell’innovativo filtro contenitore FC, risulta aumentata di circa 2,5 volte rispetto a quella di un analogo filtro ad imbuto FI.

In aggiunta il predetto principio regolatore della pressione e della temperatura del veicolo acquoso operato dal beccuccio BF del filtro ad imbuto dell'arte precedente è analogamente ottenuto grazie alla formazione dell'intercapedine IN (Figura 1) creata tra detto elemento tubolare EM e la superficie interna del serbatoio dell'acqua SA. Pertanto quando all'intemo del serbatoio dell'acqua la temperatura sarà tale da creare una pressione sufficiente, l'acqua risalirà l'intercapedine IN, poi diffonderà attraverso la polvere contenuta nello scomparto porta-polvere SPC, quindi estrarrà le sostanze nobili, passerà attraverso una piastrina filtro e infine si depositerà nel serbatoio di raccolta della bevanda SR passando attraverso l'apposito condotto centrale.

Sebbene tale invenzione sia stata descritta con riferimento alla specifica e concreta realizzazione mostrata nel presente documento, non deve essere considerata limitata ai dettagli indicati e il brevetto deve considerarsi comprensivo delle modifiche e dei cambiamenti che possono derivare dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Filtro contenitore a rendimento migliorato per macchina da caffè caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento tubolare (EM) in grado di incastrarsi perfettamente nel serbatoio dell'acqua (SA), in cui nella cavità interna di detto elemento tubolare (EM) è presente un elemento discoidale (ED), la circonferenza del quale è fissata ermeticamente alla superfìcie interna di predetto elemento tubolare (EM), in cui detto elemento discoidale (ED) è collocato su un piano ortogonale all'asse dell’elemento tubolare (EM) e preferibilmente possiede una forma moderatamente conica estendentesi verso l'alto, in cui la parte superiore di detto elemento tubolare (EM) è dotata esternamente di un anello circolare distanziatore (AD) di altezza variabile e con lo spessore di qualche millimetro in grado di creare un’intercapedine (IN) tra detto elemento tubolare (EM) e la superficie interna del serbatoio dell'acqua (SA), in cui su tutto il margine superiore esterno di predetto anello circolare distanziatore (AD) è collocata una sporgenza centrifuga (SC), atta a creare una superficie di appoggio e stabilizzazione di predetto filtro contenitore (FC), quando questo è incastrato nel serbatoio dell'acqua (SA), in cui il volume interno dell’elemento tubolare (EM) compreso tra l’elemento discoidale (ED) e detta sporgenza centrifuga (SC), va a costituire lo scompartimento porta-polvere (SPC) nel quale collocare la polvere da cui estrarre le sostanze nobili, in cui gran parte della superficie laterale di predetto scompartimento porta-polvere (SPC) denominata area permeabile (AP) ovvero quella porzione dell’elemento tubolare (EM), compresa tra il margine inferiore del predetto anello circolare distanziatore (AD) e il piano ortogonale occupato dall'elemento discoidale (ED), è forata in modo da costituire complessivamente una superficie permeabile al veicolo acquoso estrattivo, ma nel contempo una superficie che non lascia passare la polvere contenuta all'interno dello scompartimento porta-polvere (SP) e in cui la parte inferiore rimanente della superficie laterale di predetto elemento tubolare (EM) crea quel prolungamento dell’intercapedine (IN), già instaurata tra detta superficie esterna dell’area permeabile (AP) e la superficie interna del serbatoio dell'acqua (SA).
2. 2. Filtro secondo la rivendicazione 1 in grado di apportare un netto miglioramento della capacità estrattiva da parte di un veicolo acquoso nei confronti delle sostanze nobili contenute nel caffè in polvere o in qualsiasi altra sostanza in polvere.
3. 3. Filtro secondo le rivendicazioni 1 e 2 in grado di apportare un netto miglioramento della capacità estrattiva da parte di un veicolo acquoso nei confronti delle sostanze nobili contenute nelle polveri aventi qualsiasi grado di granulometria.
4. 4. Filtro secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l’intercapedine (IN) creata tra detto elemento tubolare (EM) e la superficie interna del serbatoio dell'acqua (SA) funge da elemento regolatore della pressione e della temperatura del veicolo acquoso diretto alla polvere da estrarre.
5. 5. Filtro secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di poter essere utilizzato con qualsiasi delle comuni caffettiere moka o con apparecchiature nuove e/o di nuova concezione.
6. 6. Filtro secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il materiale con cui è complessivamente costituito detto filtro è preferibilmente una lega metallica e/o un metallo di origine naturale o sintetica.