ITTO20060481A1 - Metodo e macchina di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere, in cui dell'acqua calda in pressione viene fatta passare attraverso una camera di percolazione stagna contenente una dose del detto materiale e comunicante con l'esterno tramite un canale di scarico.

Sebbene il metodo della presente invenzione sia adatto ad essere impiegato per realizzare una qualsiasi bevanda ottenuta alimentando dell'acqua calda in pressione attraverso un materiale in polvere, la trattazione che segue farà esplicito riferimento, senza perdere, per questo, in generalità, ad un metodo per la preparazione di caffè a partire da della polvere di caffè.

Nel campo delle macchine percolatrici per caffè, in modo particolare per caffè "espresso", è noto l'interesse dei produttori a realizzare una bevanda ricoperta da uno strato denso e stabile di schiuma fine, ossia la cosiddetta "crema", particolarmente apprezzata dai consumatori.

La formazione della crema dipende, in generale, da diversi fattori, come la granulometria della polvere di caffè, la quantità ed il grado di costipazione della polvere all'interno della camera di percolazione, la pressione alla quale l'acqua calda è alimentata attraverso la camera di percolazione.

La corretta interazione di tali fattori è necessaria, infatti, ad ottenere, all'interno della camera di percolazione, una resistenza idraulica capace di opporsi al passaggio dell'acqua e di generare nella bevanda percolata dei vortici stazionari di emulsione responsabili della formazione di microscopiche bolle d'aria all'interno della bevanda.

In passato, allo scopo di garantire la formazione della "crema" sul caffè indipendente dal perfetto verificarsi di tutte le suddette condizioni e, soprattutto, allo scopo di accrescere la quantità e la qualità dello strato di crema, sono state impiegate diverse soluzioni tecniche rivolte, in generale, a fare incorporare al caffè in uscita dalla camera di percolazione dell'aria proveniente dall'esterno della camera stessa. Questo effetto viene ottenuto, per esempio, aumentando la velocità del flusso di caffè mediante un elemento a valvola disposto lungo il canale di scarico e dirigendo il getto ottenuto contro una superficie, normalmente scabra, di una camera di emulsione, dove la turbolenza creata nel fluido determina 1'inglobamento nel caffè di particelle di aria circostante e, quindi, il formarsi della schiuma. Tuttavia, benché efficace, questo tipo di soluzione presenta, nella maggioranza dei casi, l'inconveniente di introdurre nel dispositivo di percolazione della macchina una notevole complessità strutturale, a scapito della semplicità, della robustezza e dell'economicità della macchina stessa.

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere, il quale metodo consenta di ottenere una bevanda ricoperta da un denso strato superficiale emulsionato con aria, la cosiddetta "crema", in modo semplice, efficace ed economico.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere, secondo quanto licitato nella rivendicazione indipendente 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.

Secondo la presente invenzione viene realizzata, inoltre, una macchina di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da del materiale anidro in polvere, secondo quanto licitato nella rivendicazione indipendente 3 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 3.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio dì attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista schematica laterale di una preferita forma di attuazione della macchina da caffè della presente invenzione;

la figura 2 illustra, in scala ingrandita e in sezione assiale, un dispositivo di infusione della macchina della figura 1;

la figura 3 è una vista esplosa del dispositivo di infusione della figura 2;

la figura 4 è una sezione, secondo la linea IV-IV della figura 2;

la figura 5 illustra, in scala ingrandita, un particolare della figura 2;

la figura 6 è una vista dall'alto della figura 5; la figura 7 è una vista laterale sinistra della figura 5; e

la figura 8 è una vista dal basso della figura 7. Nella figura 1, con 1 è indicata nel suo complesso una macchina da caffè comprendente un telaio 2 esterno ed un dispositivo 3 di infusione presentante un asse 4 sostanzialmente verticale e disposto al disopra di una superficie piana orizzontale del telaio 2 esterno definente un piano di appoggio per una tazza.

In particolare, secondo quanto illustrato nelle figure 1, 2 e 4, il dispositivo 3 di infusione comprende una coppa 5 di percolazione asportabile, una doccia 6 di uscita di acqua calda in pressione coassiale all'asse 4, ed un telaio 7 solidale al telaio 2 esterno e comprendente una porzione inferiore conformata a "C" atta a definire una sede 8 di supporto della coppa 5 in una posizione di percolazione (figura 1), nella quale la coppa 5 è coassiale alla doccia 6 ed è accoppiata a tenuta di fluido alla doccia 6 stessa per formare, con la doccia 6, una camera 9 di percolazione.

Con riferimento alle figure 2, 3 e 4, la coppa 5 comprende un corpo 10, il quale presenta un asse coincidente, nella posizione di percolazione, con l'asse 4, è provvisto di un manico 11 radiale ed è limitato superiormente da una superficie 12 piana, al centro della quale è ricavata una cavità 13 definente una semicamera inferiore della camera 9 di percolazione ed atta ad alloggiare parzialmente una cialda 14 di tipo noto contenente una dose di polvere di caffè.

Sul proprio fondo la cavità 13 porta collegato un disco 15 perforato, il quale definisce un filtro per la bevanda estratta dalla cialda 14 e separa il centro della cavità 13 da una camera 16 di raccolta conica, rastremata verso il basso e comunicante con l'esterno tramite un canale 17 di scarico del caffè.

La coppa 5 comprende un organo 18 emulsionatore inserito in una sede 19 ricavata sul fondo della camera 16 di raccolta in posizione coassiale all'asse 4 e provvisto di un canale 20 di emulsione ad andamento sinusoidale, il quale, come verrà spiegato meglio nel seguito, definisce una tratto iniziale del canale 17 di scarico ed è atto, in uso, a ricevere dalla camera 16 di raccolta una miscela di caffè ed aria ed impartire alla miscela un moto vorticoso capace di emulsionare le particelle liquide con le particelle di aria in modo tale da formare sulla bevanda ottenuta uno strato superficiale denso e stabile di crema.

L'organo 18 emulsionatore è definito da un corpo sagomato comprendente una porzione 21 principale cilindrica coassiale all'asse 4, alloggiata con precisione in una rispettiva porzione cilindrica della sede 19 e provvista, all'estremità superiore affacciata alla camera 16 di raccolta, di un'appendice 22 cilindrica coassiale all'asse 4 e, all'estremità opposta, di una flangia 23 circolare, anch'essa coassiale all'asse 4 ed alloggiata con precisione in una rispettiva porzione cilindrica allargata della sede 19.

L'appendice 22 sporge dalla porzione 21 all'interno della camera 16 di raccolta ed è collegata al disco 15 tramite una vite 24 inserita attraverso un foro centrale del disco 15 stesso ed un foro passante ricavato nell'organo 18 emulsionatore in posizione coassiale all'asse 4.

Dalla parte opposta, l'organo 18 emulsionatore è bloccato nella sede 19 tramite un becco 25 di uscita del caffè rigidamente collegato al resto della coppa 5 mediante propria flangia 26 circolare, la quale è inserita in una porzione terminale allargata della sede 19 ed è serrata, con l'interposizione di una guarnizione 27 anulare, contro il corpo 10 mediante viti .

Il becco 25 di uscita presenta un foro 28 centrale, il quale è coassiale all'asse 4, definisce un secondo, e terminale, tratto del canale 17 di scarico, e presenta, dalla parte rivolta verso l'organo 18 emulsionatore una porzione 29 allargata, che definisce, in uso, un collettore per la bevanda emulsionata in uscita dall'organo 18 emulsionatore. Il becco 25 di uscita presenta, infine, un'appendice 30 tubolare che sporge assialmente dal bordo libero della porzione 29 allargata fino a, e a contatto della, flangia 23 e circonda una protuberanza 31 a cupola sporgente dal centro della flangia 23 verso l'interno della porzione 29 allargata ed avente la funzione, in uso, di fare convergere verso l'asse 4 e verso il foro 28 il caffè in uscita dal canale 20 di emulsione.

Secondo quanto illustrato nelle figure 5-8, il canale 20 di emulsione è definito da una scanalatura periferica ricavata sulla parete cilindrica dell'organo 8 emulsionatore lungo un percorso estendentesi , con andamento sostanzialmente elicoidale attorno all'asse 4, dalla camera 16 di raccolta alla porzione 29 allargata e chiusa lateralmente dalla superficie laterale della sede 19.

In particolare, il canale 20 di emulsione comprende un primo tratto 32 elicoidale, che è ricavato nella porzione 21 centrale e si estende fino alla flangia 23 a partire da un ingresso I comunicante con la camera 16 di raccolta, un secondo tratto 33 elicoidale, che è ricavato nella flangia 23 sul prolungamento del tratto 32 e si estende fino ad un'uscita Ul affacciata alla porzione 29 allargata, ed, infine, un terzo tratto 34 comprendente, a sua volta, una prima porzione, coassiale all'asse 4 e ricavata lungo circa un quarto di cerchio alla base della porzione 21 centrale, e una seconda porzione elicoidale, che è ricavata nella flangia 23 sul prolungamento della prima porzione e sfocia nella porzione 29 allargata in corrispondenza di un'uscita U2 disposta in posizione circa diametralmente opposta, rispetto all'asse 4, all'uscita Ul (figura 8).

Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, il canale 20 di emulsione è definito da una sola scanalatura che si estende con andamento elicoidale attorno all'asse 4 da un rispettivo ingresso I affacciato alla camera 16 di raccolta ad una rispettiva uscita U affacciata alla porzione 29 allargata .

Secondo ulteriori forme di attuazione non illustrate, inoltre, il canale 20 di emulsione può comprendere, a sua volta, due o più canali estendentisi con andamento elicoidale dalla camera 16 di raccolta alla porzione 29 allargata lungo rispettivi percorsi tra loro totalmente o parzialmente indipendenti .

Infine, secondo altre varianti non illustrate, il canale 20 di emulsione può essere ricavato interamente all'interno dell'organo 18 di emulsione oppure può essere definito da una scanalatura ad andamento elicoidale ricavata sulla parete laterale della sede 8 e chiusa lateralmente da una parte laterale di un inserto inserito all'interno della sede 8 stessa.

Il funzionamento della macchina 1 verrà nel seguito descritto a partire dal momento in cui la coppa 5, che è stata caricata con una cialda 14, è disposta nella posizione di percolazione (figure 2 e 4), in cui una flangia anulare esterna della cialda 14 è schiacciata a tenuta di fluido tra la superficie 12 della coppa 5 e la doccia 6 in modo tale da chiudere la camera 9 di percolazione contenente la cialda 14.

A seguito del passaggio dell'acqua calda in pressione proveniente dalla doccia 6 attraverso la cialda 14, la polvere di caffè contenuta nella cialda 14 viene percolata e dalla cialda 14 fuoriesce una miscela di caffè liquido ed aria che fluisce, filtrando attraverso il disco 15, nella camera 16 di raccolta .

Dalla camera 16 di raccolta, la pressione residua spinge la miscela di caffè liquido ed aria nel canale 20 di emulsione attraverso l'ingresso I.

A questo proposito, è opportuno sottolineare che il canale 20 di emulsione presenta una sezione sufficientemente ridotta da impedire un crollo di pressione della miscela che dalla camera 16 di raccolta si immette nel canale 20 di emulsione stesso, ma tale, invece, da mantenere la miscela ad una pressione maggiore di una pressione esterna presente all'esterno del canale 17 di scarico, ossia ad una estremità di uscita del foro 28.

La ridotta sezione e l'andamento elicoidale del canale 20 di emulsione determinano l'insorgere, all'interno della miscela in pressione fluente lungo il primo tratto 32, il secondo tratto 33 ed il terzo tratto 34, di una forte turbolenza generata dalla formazione di micro-vortici stazionari, per effetto dei quali le particelle di liquido della miscela si emulsionano con le particelle di aria della miscela stessa dando vita ad una schiuma densa di caffè liquido mescolato con fini bolle d'aria.

Dopo avere abbandonato l'organo 18 emulsioantore attraverso le uscite Ul, U2, il flusso di caffè emulsionato si versa all'interno della porzione 29 allargata, fuoriesce dal becco 25 di uscita attraverso il foro 28 e viene raccolto dentro una tazza precedentemente disposta sotto il becco 25 di uscita stesso per formare, all'interno della tazza, uno strato inferiore di caffè liquido ed uno strato superiore di "crema" densa e stabile.

Con riferimento a quanto descritto sopra, è importante sottolineare il vantaggio che può essere ottenuto tramite l'impiego del metodo della presente invenzione .

Infatti, impartendo al flusso di bevanda percolata un moto vorticoso tale da consentire l'emulsione delle particelle liquide con le particelle d'aria "interna" al flusso stesso si riesce ad ottenere un denso strato di crema sul caffè senza che vi sia la necessità di emulsionare il flusso uscente dalla camera di percolazione con dell'aria "esterna" e, di conseguenza, senza che vi sia la necessità di prevedere un sistema per accelerare il flusso ed una camera di emulsione interna alla coppa dove generare turbolenza .

Inoltre, il fatto di realizzare il moto vorticoso tramite l'impiego di un canale di emulsione ad andamento elicoidale ricavato in un organo emulsionatore disposto lungo il canale di scarico, di cui il canale di emulsione costituisce un primo tratto, consente di avere una coppa di percolazione con una struttura semplice da realizzare, economica ed estremamente compatta, con un ingombro non significativamente maggiore rispetto ad una normale coppa priva dell'organo emulsionatore.

A tale proposito, è opportuno precisare che, benché nell'esempio sopra descritto e nelle figure allegate si sia fatto riferimento ad un tipo di coppa asportabile provvista di un sistema di aggancio a scorrimento nella sede 8, secondo altre forme di attuazione non illustrate, la coppa 5 può essere di uno dei diversi tipi noti e comunemente utilizzati nel campo delle macchine percolatrici, per esempio del tipo asportabile con aggancio a baionetta, o del tipo non asportabile.

Inoltre, secondo altre forme di attuazione non illustrate, la coppa 5 può essere conformata per alloggiare, anziché una cialda 14, una dose di polvere sfusa di caffè oppure una capsula perforata o sigillata contenente una dose di polvere di caffè (di tipo noto).

Claims (1)

1. R I V E N D IC A Z I O N I 1.- Metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere disposto all'interno di una camera (9) di percolazione comunicante con l'esterno tramite un canale (17) di scarico, il metodo comprendendo le fasi di alimentare dell'acqua calda in pressione attraverso la camera (9) di percolazione per ottenere, in uscita dalla camera (9) di percolazione, una miscela di bevanda liquida e aria; e di emulsionare la miscela lungo il canale (17) di scarico; ed essendo caratterizzato dal fatto che la fase di emulsionare la miscela viene realizzata impartendo alla miscela un moto vorticoso mediante un canale (20) di emulsione, che è parte del canale (17) di scarico e presenta un andamento sostanzialmente elicoidale. 2.- Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la miscela viene alimentata al canale (20) di emulsione ad una pressione maggiore di una pressione esterna presente ad una estremità di uscita del canale (17) di scarico. 3.- Macchina di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere, la macchina comprendendo una camera (9) di percolazione almeno in parte definita da una coppa (5) atta ad alloggiare una dose del materiale; un canale (17) di scarico di comunicazione della camera (9) di percolazione con l'esterno; e mezzi di alimentazione (6) di acqua calda in pressione attraverso la camera (9) di percolazione per ottenere, in uscita dalla camera (9) di percolazione, una miscela di bevanda liquida e aria; e mezzi di emulsione (18) per emulsionare la miscela; la macchina (1) essendo caratterizzata dal fatto che il canale (17) di scarico comprende un canale (20) di emulsione presentante un andamento sostanzialmente elicoidale. 4.- Macchina secondo la rivendicazione 3, in cui il canale (20) di emulsione presenta una sezione sufficientemente ridotta da mantenere la miscela alimentata al canale (20) di emulsione ad una pressione maggiore di una pressione esterna presente ad una estremità di uscita del canale (17) di scarico. 5.- Macchina secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui il canale (20) di emulsione definisce una porzione di ingresso del canale (17) di scarico. 6.- Macchina secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui il canale (17) di scarico è ricavato sulla coppa (5), la quale presenta un asse (4) longitudinale; il canale (20) di emulsione si avvolge ad elica attorno detto asse (4) longitudinale. 7.- Macchina secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il canale (17) di scarico comprende una porzione (28) di uscita coassiale all'asse (4) longitudinale . 8.- Macchina secondo la rivendicazione 7, in cui la coppa (5) presenta, a monte della detta porzione (28) di uscita, una sede (8) disposta lungo l'asse (4) longitudinale fra la camera (9) di percolazione e la porzione (28) di uscita; la coppa (5) comprendendo un organo (18) emulsionatore, che è parte dei mezzi di emulsione (18), è alloggiato all'interno della sede (8) e definisce almeno in parte il canale (20) di emulsione . 9.- Macchina secondo la rivendicazione 8, in cui la sede (8) è una sede cilindrica coassiale all'asse (4) longitudinale; e l'organo (18) emulsionatore comprende un corpo (21, 23) sostanzialmente cilindrico, coassiale all'asse (4) longitudinale, montato a tenuta di fluido all'interno della sede (8) e presentante una scanalatura periferica estendentesi con andamento elicoidale attorno all'asse (4) longitudinale e lateralmente chiusa dalla sede (19) per definire, con la sede (19) stessa, il canale (20) di emulsione. 10.- Macchina secondo una delle rivendicazioni da 3 a 9, in cui il canale (20) di emulsione comprende almeno un ingresso (I) comunicante con la camera (9) di percolazione. 11.- Macchina secondo una delle rivendicazioni da 3 a 10, in cui il canale (17) di scarico comprende una porzione di uscita (28) disposta a valle del canale (20) di emulsione, ed il canale (20) di emulsione comprende almeno un'uscita (Ul; U2) comunicante con la detta porzione di uscita (28). 12.- Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 11, in cui il canale (20) di emulsione comprende un primo tratto (32) elicoidale e comunicante con la camera (9) di percolazione tramite un ingresso (I), ed un secondo ed un terzo tratto (33, 34) sostanzialmente elicoidali collegati in parallelo ad una uscita del primo tratto (32) e presentanti rispettive uscite (Ul, U2).