ITTV20130173A1 - Macchina per produrre ed erogare bevande a base di caffe' - Google Patents

Macchina per produrre ed erogare bevande a base di caffe'

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ITTV20130173A1
ITTV20130173A1 IT000173A ITTV20130173A ITTV20130173A1 IT TV20130173 A1 ITTV20130173 A1 IT TV20130173A1 IT 000173 A IT000173 A IT 000173A IT TV20130173 A ITTV20130173 A IT TV20130173A IT TV20130173 A1 ITTV20130173 A1 IT TV20130173A1
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IT
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water
extraction
infusion
machine
coffee
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IT000173A
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Francesco Daniele Llopis
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San Remo S R L
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Description

MACCHINA PER PRODURRE ED EROGARE BEVANDE A BASE DI CAFFÈ
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto una macchina per produrre ed erogare bevande a base di caffè.
Oggigiorno sono note macchine per produrre ed erogare bevande a base di caffè, particolarmente per il settore professionale, quale bar, ristoranti, alberghi, catering.
Esse comprendono essenzialmente una macina per il caffè in grani, una caldaia, una pompa, un gruppo di erogazione della acqua calda a cui è inferiormente associabile filtro in cui il caffè macinato viene posto e pressato.
Una volta quindi che si è macinato il caffè, questo viene pressato nel portafiltro che a sua volta viene agganciato al gruppo erogatore e quindi viene azionata la pompa che eroga l'acqua calda ottenendosi così la infusione.
Il caffè che si ottiene può variare nelle sue caratteristiche organolettiche in funzione ad esempio della quantità di caffè macinato utilizzato, del grado di macinatura, dalla entità della pressione utilizzata, dal tempo in cui l'acqua viene erogata.
Sono così noti i brevetti italiani n. 1396581 e n.1396582 depositati entrambi in data 23.10.2009 con domanda n.MI2009A0018 45 e MI2009A001847 ; in entrambi è rivendicato un metodo per controllare la pressione di erogazione in una macchina per caffè per produrre ed erogare bevande a base di caffè; nel brevetto n. 1396581 è compresa una unità filtro (31) atta a contenere polvere di caffè, il metodo comprendendo:
fornire una predeterminata quantità d'acqua da una pompa idraulica (4) con una portata corrispondente ad almeno un valore di pressione di erogazione nominale ad un circuito idraulico in comunicazione fluida con la pompa idraulica e con il dispositivo erogatore, la pompa idraulica essendo azionabile tramite un dispositivo elettronico di comando;
rilevare almeno un valore di pressione d'erogazione dell'acqua attraverso un sensore di pressione (21) disposto lungo il circuito idraulico, e
se 1'almeno un valore rilevato della pressione di erogazione si discosta dall'almeno un valore di pressione nominale, regolare la portata dell'acqua erogata dalla pompa in funzione dell'almeno un valore di pressione di erogazione rilevato.
Il brevetto n. 1396582 si differenzia per il fatto che è incluso almeno un dispositivo erogatore (13;50a-50c; 60a-60c) comprendente una unità filtro (31;52a-52c) atta a contenere polvere di caffè, il metodo comprendendo:
fornire acqua ad un circuito idraulico in comunicazione fluida con 1' 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 .
Tali soluzioni note si basano specificatamente su un controllo e su una regolazione della pressione di erogazione.
Tale metodologia presenta però l'inconveniente di richiedere un continuo controllo e modifica della pressione ed una complessità strutturale che comporta l'impiego di componenti costosi, il tutto innalzando il costo complessivo della macchina.
Inoltre, non si ha la possibilità di mantenere costante il risultato in tazza perché è soggetta ad una scelta, continuamente variabile, sulla pressione operabile da parte dell'operatore.
E' anche noto il brevetto n. WO2012146641 in cui è rivendicato un dispositivo di pesatura per una macchina per il caffè espresso, il dispositivo comprendendo una piattaforma di pesatura localizzabile nella zona vaschetta della macchina da caffè espresso al di sotto di un gruppo erogatore, una centralina collegata alla piattaforma di pesatura, un pulsante di avvio/arresto, una unità di temporizzazione e un display tutti collegati ad una unità di controllo, tale che, in uso, il peso di una erogazione e il tempo necessario per erogarla sono misurati attraverso la piattaforma di pesatura e l'unità di temporizzazione rispettivamente, e i risultati sono mostrati su un display.
Anche tale soluzione presenta degli inconvenienti, dato che si ritiene non sufficiente pesare il caffè macinato e determinare il tempo di erogazione dell'acqua per ottenersi una infusione ottimale, ed inoltre l'operatore deve in ogni caso decidere, in base alle indicazioni presenti sul display, quando interrompere la erogazione dell 'acqua.
Inoltre, ancora non si ha la possibilità di mantenere costante il risultato in tazza.
Compito principale di quanto forma oggetto della presente domanda è quindi quello di risolvere i problemi tecnici evidenziati, eliminando gli inconvenienti di cui alla tecnica nota citata e quindi escogitando una macchina per la erogazione di bevanda a base di caffè che permetta di conseguire una ottimale infusione e che tale infusione risulti sia ripetibile nel tempo che di immediato e facile ottenimento da parte dell 'operatore .
Nell'ambito del compito sopra esposto, un altro importante scopo del trovato è quello di realizzare una macchina che permetta di erogare una infusione che presenti caratteristiche organolettiche costanti nel tempo.
Non ultimo scopo è quello di ottenere una macchina che permetta di mantenere costante il risultato in tazza una volta determinato uno specifico parametro da parte dell' utilizzatore .
Il compito e gli scopi accennati, nonché altri che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da una macchina per la erogazione dì caffè espresso comprendente una caldaia (1) di pre-riscaldamento con controllo di temperatura, almeno una pompa idraulica (2), almeno un gruppo di erogazione (3) dotato di sistemi per l'ulteriore riscaldamento e controllo temperatura dell'acqua, almeno una bilancia (16) che pesa la quantità di caffè macinato in un filtro (6) e del prodotto erogato e mezzi manuali od elettronici per il controllo sia della potenza termica erogata sia dentro detta caldaia (1) di pre-riscaldamento, sia quella erogata da detto gruppo di erogazione (3), che si caratterizza per il fatto che detta macchina effettua, a seguito di un innalzamento della temperatura dell'acqua, una pre-infusione ed una post-infusione a pressione costante e per volume prefissato di acqua calcolato tramite un contatore volumetrico (13), tra dette pre-infusione e post-infusione essendo effettuata una estrazione o infusione a pressione costante in cui un prefissabile volume di acqua viene erogato a seguito del calcolo del peso del caffè macinato in detto filtro (6) e del prodotto erogato secondo un voluto e prestabilito rapporto di estrazione (brew ratio) .
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una particolare, ma non esclusiva, forma di realizzazione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle tavole di disegni allegate, in cui:
la fig. 1 illustra uno schema della macchina; la fig. 2 illustra un grafico delle pressioni. Negli esempi di realizzazione che seguono, singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno in realtà essere intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.
Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.
Con riferimento alle figure precedentemente citate la macchina per produrre ed erogare bevande a base di caffè comprende una caldaia (1) di preriscaldamento, una pompa idraulica (2), un gruppo di erogazione (3) dotato di mezzi (4), quali un sensore, per il controllo della temperatura, di un portafiltro (5) dotato di un filtro (6) su cui viene pressato del caffè macinato, di una resistenza (7), di una elettrovalvola (8).
La pompa idraulica (2) garantisce l'erogazione di una pressione costante durante tutte le varie fasi di erogazione dell'acqua, tale erogazione essendo programmabile (ad esempio fino a 14 bar) secondo un quantitativo necessario per l'erogazione di una tazza di caffè espresso in un tempo stabilito.
Vantaggiosamente la caldaia (1) di preriscaldamento è alimentata tramite la rete idrica (9) con la interposizione di un filtro (10) e di un massello (11) che ha la funzione di distribuire l'acqua di rete nei due circuiti acqua caffè/vapore .
La caldaia (1) è inoltre interconnessa al gruppo di erogazione (3) mediante la interposizione di un contatore volumetrico (13) nel mentre la pompa idraulica (2) può essere bypassata tramite un condotto (14) che collega la caldaia (1) direttamente al gruppo di erogazione (3) .
Sono inoltre presenti mezzi manuali od elettronici per il controllo sia della potenza termica erogata sia dentro detta caldaia (1) di pre-riscaldamento, sia quella erogata da detto gruppo di erogazione (3), nonché mezzi atti a pesare il caffè macinato nel porta filtro (5), ed il peso del prodotto erogato in una tazza (15), quali una bilancia (16).
E' quindi presente una unità logica centralizzata (17) collegata alla pompa idraulica (2), al contatore volumetrico (13), al massello (11) e alla elettrovalvola (8).
Detta macchina prevede inizialmente un innalzamento della temperatura dell'acqua, entro detta caldaia (1) di pre-riscaldamento e entro detto gruppo di erogazione (3), per conseguire un pre riscaldamento della acqua stessa con lettura della relativa temperatura, tramite il sensore (4), per regolare la potenza termica erogata; questo permette di esaltare gli aromi del caffè macinato nel portafiltro (5).
La macchina effettua poi una pre-infusione mediante la erogazione di acqua preriscaldata in un tempo prefissato o per volume prefissato di acqua in assenza di pressione in detta pompa idraulica (2), in cui la polvere di caffè, contenuta in detto porta filtro (5), viene solo bagnata .
Tale pre-infusione permette di migliorare l'estrazione del caffè.
All'atto dell'erogazione il caffè macinato è imbibito di acqua alla corretta temperatura senza pressione della pompa idraulica (2) per alcuni secondi .
Questo permette di incrementare il volume del caffè macinato e migliorare il passaggio di successiva acqua in pressione senza creare vie preferenziali .
La macchina effettua, dopo la pre-infusione, una estrazione o infusione a pressione costante in cui un prefissabile volume di acqua viene erogato a seguito del calcolo del peso del caffè macinato in detto filtro (6) e del prodotto erogato in detta tazza (15) secondo un voluto e prestabilito rapporto di estrazione (brew ratio).
La macchina permette quindi di erogare, mediante l'impiego della unità logica centralizzata (17) che gestisce il volume di acqua erogata mediante il contatore volumetrico (13) e ad una pressione prefissata e costante in funzione del peso del caffè macinato e del prodotto erogato, una quantità in volume di acqua calcolata per conseguire un voluto rapporto di estrazione (brew ratio) .
Tale rapporto di estrazione (brew ratio) può essere evidenziato secondo la seguente tabella:
Peso caffè Peso rapporto di rapporto di rapporto di macinato prodotto estrazione estrazione al estrazione al erogato
Polvere in Liquido in Volume acqua Volume acqua Volume acqua grammi grammi calda in cc. calda in cc. calda in cc.
La macchina effettua quindi una post-infusione
a pressione costante e per volume prefissato di
acqua calcolato tramite il contatore volumetrico
(13), in cui viene di nuovo disattivata detta
pompa idraulica (2) per un tempo necessario a raggiungere in peso la dose programmata di prodotto erogato.
La erogazione dell'acqua tramite la pompa idraulica (2) avviene sempre a pressione costante
secondo il seguente grafico evidenziato calcolando
ad esempio una ipotetica dose di 70 cc ed un tempo complessivo che va circa da 25 a 30 secondi:
50cc a 8/14 bar
lOcc a 3 bar lOcc a 3bar Inizio Estrazione Fine Estrazione Alternativamente la fase di erogazione o infusione può avvenire ad una pressione costante compresa tra i tre ed i quattordici bar.
La macchina permette quindi di impostare le fasi di pre-infusione , di estrazione o infusione e di post-infusione stabilendo quanti cc di acqua calda si necessitano per le varie fasi e in quanti secondi devono essere erogati.
Ipotizzando un tempo di inizio erogazione e un tempo fine erogazione preferibilmente per complessivi 25-30 secondi, si ha che il contatore volumetrico legge quanti cc al decimo di secondo stanno oltrepassando la polvere di caffè nel filtro e se per caso questi sono maggiori o inferiori ai parametri impostati attraverso la lettura del peso del caffè estratto in tazza posta sulla bilancia, e quindi regola la portata inviando un comando alla unità logica centralizzata (17) che modifica la quantità di acqua erogata.
La macchina permette, controllando la quantità in volume di acqua calcolata per conseguire un voluto rapporto di estrazione (brew ratio), di esaltare l'estrazione degli aromi e tutte le qualità organolettiche durante l'erogazione del caffè espresso, una volta misurato il peso del caffè in tazza (15) in rapporto al peso della polvere di caffè contenuta nel portafiltro (5).
Nella fase di estrazione o infusione il caffè macinato, precedentemnete imbibito di acqua riscaldata alla temperatura ottimale senza pressione della pompa idraulica (2) per alcuni secondi, viene quindi investito dall'acqua calda sotto pressione ad un valore costante prefissato: ciò permette di aumentare l'estrazione di sostanze idrosolubili presenti nel caffè e di farle permanere per un tempo inferiore ad alte temperature che, come nel caso delle proteine, ne causerebbero la denaturazione, con conseguente perdita della loro struttura, essenziale nella formazione della crema.
Sempre nella fase di erogazione o infusione, in cui avviene il passaggio di acqua a temperatura e pressioni costanti attraverso lo strato di polvere di caffè contenuto nel porta filtro (5), si consegue una emulsione degli olii estratti nella fase precedente, attraverso cui la bevanda assume quell' aspetto cremoso che la contraddistingue, così da esaltare il corpo e l'acidità.
Nella fase di post-infusione la pompa idraulica (2) viene disinserita e continua l'estrazione per un tempo o una dose in CC programmata: in questa fase vengono esaltate le note di amaro.
Per quanto concerne il controllo della quantità in volume di acqua calcolata per conseguire un voluto rapporto di estrazione (brew ratio), questo si ottiene attraverso la misurazione del peso del caffè, che deve avere una corretta macinatura e un livello di pressatura pari a circa 22 Kg, posto nel porta filtro (5) e quello del prodotto erogato; per ottenere questo è presente la bilancia (16) posta al di sotto del gruppo erogatore (3) e che comunica con la logica centralizzata (17); con la lettura dei dati inviati dalla bilancia (16), si stabilisce il rapporto di estrazione desiderato; ad esempio con 15gr caffè in polvere e 30gr di caffè espresso erogati, il volume di acqua necessario per avere un rapporto di estrazione (brew ratio) pari al 40% è uguale a 67,9cc.di acqua calda sul caffè, mentre al 50% è uguale a 54,3cc. e al 60% è uguale a 45 ,3cc.
Attraverso la logica centralizzata o CPU (17) è possibile la gestione del volume di acqua erogata con il controllo del contatore volumetrico (13); si utilizza un software comprendete una tabella dati come quella riportata precedentemente e questi dati potranno essere anche variati in programmazione dall'utente per migliorare e personalizzare il rapporto di estrazione.
Si è così constatato come il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi prefissati essendosi ottenuta una macchina che permette di conseguire una ottimale infusione, la stessa risultando sia ripetibile nel tempo, sia di immediato ottenimento da parte dell'operatore, che presentante caratteristiche organolettiche costanti nel tempo.
Quando vengono impostati 1 parametri del rapporto di estrazione (brew ratio), il risultato in tazza risulterà infatti costante per ogni erogazione .
Tale macchina permette inoltre di verificare il risultato in tazza direttamente attraverso ad esempio la lettura del rapporto di estrazione (brew ratio) visualizzato su un preposto display posto ad esempio di fronte all'operatore e dà la possibilità di gestire la miglior estrazione attraverso una serie di parametri già impostati di default nel software che permettono di avere perfette e costanti estrazioni di caffè espresso.
Questo è possibile grazie anche all'utilizzo della bilancia o cella di carico (16) posta sotto il gruppo erogatore (3) che colloquia con la unità logica centralizzata o CPU (17) e permette di gestire percentuali di resa differenti con la stessa quantità di caffè macinato posto nel portai iltro (5).
Naturalmente i materiali impiegati nonché le dimensioni costituenti i singoli componenti del trovato potranno essere più pertinenti a seconda delle specifiche esigenze.
Le caratteristiche indicate come vantaggiose, opportune o simili, possono anche mancare od essere sostituite da equivalenti

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per la erogazione di caffè espresso comprendente una caldaia (1) di pre-riscaldamento con controllo di temperatura, almeno una pompa idraulica (2), almeno un gruppo di erogazione (3) dotato di sistemi per l'ulteriore riscaldamento e controllo temperatura dell'acqua, almeno una bilancia (16) che pesa la quantità di caffè macinato in un filtro (6) e del prodotto erogato e mezzi manuali od elettronici per il controllo sia della potenza termica erogata sia dentro detta caldaia (1) di pre-riscaldamento, sia quella erogata da detto gruppo di erogazione (3) , che si caratterizza per il fatto che detta macchina effettua, a seguito di un innalzamento della temperatura dell'acqua, una pre-infusione ed una post-infusione a pressione costante e per volume prefissato di acqua calcolato tramite un contatore volumetrico (13), tra dette preinfusione e post-infusione essendo effettuata una estrazione o infusione a pressione costante in cui un prefissabile volume di acqua viene erogato a seguito del calcolo del peso del caffè macinato in detto filtro (6) e del prodotto erogato secondo un voluto e prestabilito rapporto di estrazione (brew ratio).
  2. 2. Macchina come alla rivendicazione 1 che si o caratterizza per il fatto che detto00rapporto di OL estrazione (brew ratio) è ottenuto secondo la seguente tabella: Peso caffè Peso rapporto di rapporto di rapporto di macinato prodotto estrazione estrazione al estrazione al erogato al 40% 50% 60% Polvere in Liquido in Volume acqua Volume acqua Volume acqua grammi grammi calda in cc. calda in cc. calda in cc. 14 28 63,3 50, 6 42,2 15 30 67,9 54,3 45,3 16 32 72,5 48,3 17 34 77,1 61,7 51,4 18 36 81,8 65,4 54,5 19 38 86, 4 69, 1 57, 6 20 40 91,0 72,8 60,7 21 42 95, 6 76, 5 63,8
  3. 3. Macchina come alle rivendicazioni 1 e 2 che si caratterizza per il fatto che inizialmente innalza la temperatura dell'acqua, entro detta caldaia (1) di pre-riscaldamento e entro detto gruppo di erogazione (3), per conseguire un pre riscaldamento della acqua stessa con lettura della relativa temperatura, tramite un sensore (4), per regolare la potenza termica erogata.
  4. 4. Macchina come alle rivendicazioni 1 e 3 che si caratterizza per il fatto che effettua una pre-infusione mediante la erogazione di acqua a temperatura ottimale in un tempo prefissato o per volume prefissato di acqua in assenza di pressione in detta pompa idraulica (2), in cui la polvere di caffè, contenuta in detto porta filtro (5), viene solo bagnata, detta pre-infusione permettendo di migliorare l'estrazione del caffè.
  5. 5. Macchina come alle rivendicazioni 1 e 4 che si caratterizza per il fatto che effettua, dopo detta pre-infusione, una estrazione o infusione a pressione costante in cui un prefissabile volume di acqua viene erogato a seguito del calcolo del peso del caffè macinato in detto filtro (6) e del prodotto erogato in detta tazza (15) secondo un voluto e prestabilito rapporto di estrazione (brew ratio).
  6. 6. Macchina come alle rivendicazioni 1 e 5 che si caratterizza per il fatto che detta estrazione o infusione permette di erogare, mediante l'impiego di una unità logica centralizzata (17) che gestisce il volume di acqua erogata mediante detto contatore volumetrico (13) e ad una pressione prefissata e costante in funzione del peso del caffè macinato in detto filtro (6) e del prodotto erogato in detta tazza (15), una quantità in volume di acqua calcolata per conseguire un voluto rapporto di estrazione (brew ratio).
  7. 7. Macchina come alle rivendicazioni 1 e 6 che si caratterizza per il fatto che effettua una post-infusione a pressione costante e per volume prefissato di acqua calcolato tramite detto contatore volumetrico (13), in cui viene di nuovo disattivata detta pompa idraulica (2) per un tempo necessario a raggiungere in peso la dose programmata di prodotto erogato in detta tazza (15).
  8. 8. Macchina come alle rivendicazioni 1 e 7 che si caratterizza per il fatto che in detta postinfusione la erogazione dell'acqua tramite detta pompa idraulica (2) avviene sempre a pressione costante secondo il seguente grafico evidenziato calcolando una ipotetica dose di 70 cc ed un tempo complessivo che va da circa 25 a 30 secondi: 50cc a 3/14 bar 10cc a 3 bar 1 10cc a 3bar Inizio Estrazione Fine Estrazione
  9. 9. Macchina come alle rivendicazioni 1 e 8 che si caratterizza per il fatto che detto contatore volumetrico (13) legge quanti cc al decimo di secondo stanno oltrepassando la polvere di caffè in detto filtro (6) e, a seconda che essi siano maggiori o inferiori ai parametri impostati attraverso la lettura del peso del caffè estratto in detta tazza (15) posta su detta bilancia (16), regola la portata inviando un comando a detta unità logica centralizzata (17) che corregge la portata agendo su detta pompa (2) .
  10. 10. Macchina come alle rivendicazioni 1 e 9 che si caratterizza per il fatto che detta unità logica centralizzata (17) permette, tramite detto contatore volumetrico (13), il controllo della quantità in volume di acqua calcolata per conseguire un voluto rapporto di estrazione (brew ratio) attraverso la misurazione del peso del caffè in detto filtro (6) e di quello del prodotto erogato in detta tazza (1), con la lettura di detti dati venendo stabilito il rapporto di estrazione desiderato, detta unità logica centralizzata (17) utilizzando un software comprendete una tabella dati come dalla rivendicazione 2 o dati variati in programmazione dall 'utente.
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