APARATO Y MÉTODO PARA LA PREPARACIÓN DE BEBIDAS
CALIENTES AL REALIZAR UNA INFUSIÓN CON PARTÍCULAS DE
UNA SUSTANCIA EXTRAÍBLE CON AGUA
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un aparato para la preparación de bebidas calientes al realizar una infusión con partículas de una sustancia extraíble con agua para preparar bebidas calientes de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, también se refiere a un método para preparar bebidas calientes de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 19. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los dispositivos de este tipo usados en este caso sirven para preparar de forma completamente automática bebidas calientes tales como por ejemplo café exprés. Un café exprés es una bebida de cafe en cuya preparación el polvo de café se somete al flujo presurizado de agua de infusión. Para la preparación de una porción de café exprés fresco los dispositivos comunes genéricos presenta un molino por medio del cual puede molerse cada vez la cantidad de granos de café necesaria para la preparación de una porción de café. Los granos de café molidos entonces se alimentan en lotes en forma de café en polvo a cada cámara de infusión o área de infusión en donde el
polvo de café primero se compacta antes de ser sometido al flujo presupzado de agua de infusión en una cantidad predefinida para la extracción. Dependiendo de la cantidad de agua de infusión usada para la extracción del café en polvo introducido en la cámara de infusión, puede prepararse desde una porción muy pequeña a una muy grande y dirigirse al receptáculo correspondiente. La cantidad de la sustancia, el café en polvo - usado en la preparación de cada porción de la bebida varia, si es el caso solo en una pequeña escala ya que el volumen de la cámara de infusión está predefinido y no puede recibir cualquier cantidad grande o diferente de la sustancia o café en polvo, lo que significa en otras palabras que para el llamado exprés, para cuya preparación se utiliza menos de 100 ml de agua, se emplea prácticamente la misma cantidad de café en polvo que para la preparación del llamado café diluido, por ejemplo un café con leche para cuya preparación se utilizan varas porciones de 100 ml de agua. Además la cantidad máxima de agua de infusión usada para la preparación de una bebida se limita ya que de una cantidad máxima predefinida de sustancia que se va a usar no puede prepararse cualquier cantidad grande de una porción de café de alta
calidad y buen sabor. Durante la preparación de tal bebida de café la proporción de ingrediente solubles, particularmente colorantes, saborizantes y aromatizantes se reduce sucesivamente en el polvo de café que particularmente en la preparación de un café exprés es una desventaja ya que la bebida de café que fluye de la salida para bebida tiene un color oscuro a negro al inicio de la preparación mientras que hacia el final de la preparación solo sale un líquido incoloro de la salida de la bebida. Otra desventaja es que entre mayor sea la duración de extracción menor será el sabor de la bebida y se eleva la cantidad de cafeína disuelta. Por el escrito JP05292884A se conoce un aparato que tenga un transportador de tornillo inclinado, con el cual el café en polvo se extrae en un contraflujo continuo. En este arreglo el agua se suministra en su mayor punto del transportador antes de fluir a través del transportador corriente abajo mientras que el café en polvo se transporta por el tornillo hacia arriba. Este aparato tal como se describe trabaja de forma totalmente sin presión y no corresponde al filtrado del café diluido o americano. EL tiempo de filtrado es dictado por la longitud del tornillo transportador y no puede variarse. En el
método implementado por medio de tal aparato el café es más amargo y la infusión también está llena de sustancias malsanas tales como por ejemplo cafeína. En el documento US 3,357,339 se describe una cafetera automática para la preparación continua de café. El café en polvo para la extracción se mantiene en una cinta tubular cerrada hecha de material filtrante permeable al agua. Para producir una bebida de café la banda pasa continuamente a través de una cámara de infusión en donde por medio de un cabezal de aspersión localizado por encima de la banda se dispersa agua caliente finamente de tal forma que se moja la banda incluyendo su contenido. La banda húmeda entonces pasa a través de dos rodillos extractores, dando como resultado que se extraiga la esencia del café en polvo. Por debajo de los dos rodillos extractores se encuentra un embudo de descarda a través del cual se dirige la bebida de café en un receptáculo. Finalmente en la WO 2005/1176609 se encuentra un método y un aparato de hecho una máquina cafetera para preparar una única porción de la bebida. Como se lee de la primera modalidad ej emplificativa la máquina cafetera presenta entre otras cosas un contenedor para granos por debajo del
cual se encuentra localizado un molino, un alimentador así como un portador de granos molidos en la forma de una banda transportadora permeable al agua circulante. El transportador de granos molidos transporta el café molido en polvo a una porción de extracción en la cual la banda transportadora es sostenida por una placa de filtro. En la porción de extracción el café en polvo por un lado es comprimido por medio de una banda de compresión y por otro lado se suministra agua caliente para la extracción del café en polvo. En la dirección de suministro la banda de compresión está ligeramente inclinada hacia la banda transportadora, dando como resultado en una mayor compresión del café en polvo. El polvo de café extraído se transfiere por medio de la banda transportadora a un colector para desechos . La intensión de este aparato es permitir la preparación continua de una bebida de café. En un ejemplo alternativo se propone proporcionar dos bandas transportadoras provistas con una pluralidad de divisiones. Las dos bandas transportadoras pasan entre dos placas al pasar por la porción de extracción. Esas divisiones se pretende forme cámaras para recibir el café en polvo aromático y para su extracción. En algunas de las otras modalidades
ejemplares el miembro transportador está configurado en forma de un transportador de tornillo proporcionado con aletas helicoidales con una separación constante. En un ejemplo para crear cámaras discretas para recibir el aromático se propone una pista ranurada en forma de oruga, que se acopla con las aletas helicoidales del transportador de tornillo. En otro ejemplo se propone un transportador de tornillo doble, sus aletas helicoidales se interacoplan para crear cámaras discretas. En conclusión también se proponen transportadores de tornillo, cuyo núcleo cambia de diámetro, de hecho acampanándose formando un cono compactador. La intensión aquí es disminuir el espacio del tornillo entre el núcleo, las aletas helicoidales y la pared tubular que encierra el transportador de tornillo de tal forma que un aromático transportado por medio de un transportador de tornillo se compacta en la dirección de suministro. En donde la compactación ocurre en la porción de extracción, se necesita crear un sello para prevenir que el aromático sea humedecido antes del sello. Cuando se realiza la compactación corriente abajo de la porción de extracción el aromático puede ser extraído aquí. En esos ejemplos
también las aletas helicoidales presentan una separación constante. SUMARIO DE LA INVENCIÓN El objeto de la invención es el de perfeccionar un aparato para la preparación de bebidas calientes al realizar una infusión con partículas de una sustancia extraíble con agua de tal forma que la cantidad de volumen de una porción de bebida que va a prepararse puede seleccionarse libremente en un amplio rango manteniendo la configuración simple del aparato al ser adecuado para la preparación de una bebida de alta calidad. Para este propósito se propone un aparato de acuerdo con la invención según la reivindicación 1. Ya que el e e del tornillo se extiende cuando menos a lo largo de la zona asi como a lo largo de la zona de extracción y la separación de las aletas en la región de la zona de extracción es menor que en la región de la zona de infusión, la compactación del café en polvo en la zona de extracción y la extracción de la esencial se logra ahora particularmente de manera ventajosa. Las modalidades preferidas del aparato se detallan en las reivindicaciones dependientes 2 a 19.
Asi en una modalidad preferida se propone que el aparato comprende una zona de recepción en la cual el alojamiento que encierra el eje del tornillo está adelgazado cónicamente, el eje helicoidal presenta una porción de entrada adaptada al contorno de la zona de entrada. Esto cumple el requisito básico que el suministro del eje helicoidal puede variarse por medio de desplazamiento axial en relación al alojamiento. La reivindicación 20 además presenta un método para la preparación de bebidas calientes al realizar una infusión con partículas de una sustancia extraíble con agua. Las modalidades ejemplares preferidas del método se detallan en las reivindicaciones dependientes 21 a 29. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Modalidades e emplificativas de la invención se describirán con referencia a los dibujos en los cuales : La figura 1 es una ilustración diagramática de un aparato para la preparación de bebidas calientes ; La figura 2 es una sección tomada de la figura 1 en una escala agrandada;
La figura 3 es una ilustración de un ejemplo alternativo ejemplar del aparato; La figura 4 es una ilustración de un ejemplo alternativo ejemplar del aparato; La figura 5 es una ilustración del aparato tal como se muestra en la figura 4 con un miembro de suministro axialmente desplazado, y La figura 6 es una ilustración de la sección transversal de una geometría preferida de las aletas de tornillo en sección transversal. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Refiriéndonos ahora a la figura 1 se ilustra diagramáticamente un aparato para la preparación de bebidas calientes al realizar una infusión con partículas de una sustancia extraíble con agua que en este caso es por ejemplo una cafetera para la preparación de café expresso en la cual el café en polvo se somete a un flujo a presión de agua de infusión . El aparato 1 como se muestra comprende un molino 2, un mfusor 3, un impulsor 4, una bomba de suministro, un calentador de agua 6, una salida para bebida 7 así como un recolector 8 para los granos de café usados . El aparato 1 comprende además un receptáculo para los granos de cafe que sin embargo
no se muestra para no amontonar la ilustración. De igual manera no se muestra una fuente de agua corriente para obtener agua de infusión. El corazón del aparato 1 es el infusor 3. Este consiste de un e e helicoidal hueco 10 montado de forma rotatoria en un alojamiento 18, el eje helicoidal real 11 se extiende en longitud más allá del alojamiento 18. Para impulsar el tornillo 10 se encuentra un impulsor 4 que presenta un motor de impulsión 15 asi como un mecanismo 16 conectado al e e helicoidal 10, el mecanismo 16 está conectado a la porción del miembro de eje helicoidal 11 que se extiende más allá del alojamiento 18. El alojamiento 18 consiste de una porción de entrada en forma de embudo 19 asi como una porción cilindrica 20, el alojamiento 18 y el e e helicoidal 10 respectivamente está dividido a lo largo de la longitud L en zonas 22, 23, 24, 25 como se detalla adelante . El miembro de suministro en forma de eje helicoidal 10 presenta aletas 13 que sirven para transportar el café en polvo, y que axialmente, esto es en la dirección de suministro presenta diferentes separaciones para crear cuando menos tres zonas diferentes 23, 24, 25 a lo largo de la porción de alojamiento cilindrica 20. En la región de la porción de entrada en forma de embudo 19 el e e del tornillo 10 está provisto con una porción de
ensanchamiento inicial 27 configurado en forma de un cono dual en el cual un está colocado un limpiador 28 en forma de un cono dual en el cual está colocado un limpiador que se proyecta radialmente 28 con cuya rotación del eje helicoidal 1 limpia a lo largo del borde interno 29 de la porción de entrada en forma de embudo 19. Para formar una zona de entrada 22 las aletas 13 presentan en el inicio, esto es la porción de entrada en forma de embudo 19 un a separación amplia para transportar el café en polvo suministrado desde el molino 2 hacia la porción de entrada en forma de embudo 19 con alimentación alta en la dirección de la porción de alojamiento cilindrica 20. Al inicio de la porción de alojamiento cilindrica 20 las aletas 134 del eje helicoidal 10 presentan una separación reducida para formar una zona sellante 23. Esta zona sellante 23 se extiende preferentemente sobre de una a tres aletas. El café en polvo es compactado fuertemente por medio de las aletas 3 en esta zona de sellado 23. La zona de sellado 23 es seguida por la zona de infusión real 24 en el cual las aletas 13 del eje helicoidal 10 presentan una separación mayor que la de la zona de sellado 23 de tal forma que el café en polvo puede descomprimirse ligeramente otra vez en esta zona de infusión 24. Junto al extremo de salida de la zona de infusión 24 se encuentra la zona de extracción 25 en la cual las aletas 13 del eje helicoidal 10 a su vez
presenta una separación menor que la de la zona de infusión 24. Debido a esta separación más angosta de las aletas 13 el cafe en polvo ya parcialmente extraido es adicionalmente compactado en la zona de extracción 25, como resultado de lo cual por un lado se logra una extracción adicional del polvo de café y por otro lado se crea un sello para el agua de infusión que fluye a través del área de 36 de tal forma que la zona de infusión 24 se sella en el extremo de salida . Entre el lado interior del alojamiento 18 y el miembro de eje helicoidal 11 a lo largo de tres zonas 23, 24, 25 se encuentra un área de sellado 35, un área de infusión 36 así como un área de extracción 37. El volumen del área de infusión 36 proporcionada para la extracción actual del café en polvo se selecciona de tal forma que solo una fracción de la cantidad de la sustancia - café en polvo- necesario para preparar una porción de una bebida puede introducirse aquí. Para preparar una porción de café, de hecho una pequeña taza de exprés o una taza convencional de café, normalmente se usan normalmente 7 a 9 gramos de café en polvo. El área de infusión 36 así está configurada preferentemente para recibir aproximadamente 1.5 a un máximo de 3 gramos de café en polvo. El proporcionar un área de infusión comparativamente pequeño tiene entre otras cosas la ventaja
de que una extracción constante del café en polvo introducido en el área de infusión. Las otras ventajas proporcionadas por un área de infusión de pequeño volumen se detallan mas adelante. La salida del calentador de agua 6 está conectada a un conducto para agua de infusión 31 que conduce hac-a un interior hueco 12 del eje helicoidal 10 y en la porción extrema 32 presenta salidas radiales 33 a través de los cuales el agua de infusión puede fluir desde el conducto para agua de infusión 31 en el interior 12 del eje helicoidal 10. El miembro de e e helicoidal hueco 11 está provisto con pasos radiales 14 que preferentemente están configurados como perforaciones y están colocados a lo largo de la zona de infusión 24 y la zona de extracción 25 y conduce desde el interior hueco 12 del eje helicoidal 10 a la cubierta exterior del e e helicoidal 10 para conectar el interior 12 del e e helicoidal 10 al área de infusión actual 36 de tal forma que el agua de infusión suministrada por medio de la bomba 5 y calentada por medio del calentador de agua 6 puede fluir por medio del conducto para agua de infusión 31 en el interior 12 del eje helicoidal 10 y desde allí por medio de los pasajes 14 en el miembro de e e helicoidal 11 radialmente, esto es transversal a la dirección de suministro en el área de infusión 36. EL conducto de agua de infusión 31 puede
desplazarse axialmente en relación al eje helicoidal 10 como se indica también por medio de una flecha doble 34. El desplazamiento axial del conducto para el agua de infusión 31 permite la entrada del flujo de agua de infusión, cuando sea necesario en diferentes puntos en el área de infusión 36. El agua de infusión se introduce en la zona de infusión 24 o el área de infusión 36 preferentemente con una presión de aproximadamente 5 a 20 bar. Debido a la compactación del café en polvo en la zona de extracción 25 en el extremo de salida normalmente existe una presión hidrostática en esta sección que en la zona de infusión 24 o en le área de infusión 26. La alimentación de la zona de infusión en la región de la zona de infusión 24 tiene la ventaja de que en esta zona el café en polvo se compacta fuertemente o solo ligeramente. Esta es la razón por la cual el agua de infusión puede ser alimentada en la región de la zona de infusión 24, cuando sea necesariamente sin presión o solo con una ligera presión. La situación es diferente cuando el agua de infusión se alimenta en una región en la cual el cafe en polvo está altamente compactado. En este caso el agua de infusión debe ser introducida a una presión relativamente alta en el café en polvo de tal forma que la humectación eficiente y completa del café en polvo se asegura.
El diámetro de los pasajes radiales 14 preferentemente se selecciona de tal forma que es menor que el promedio estadístico del diámetro de una única partLeula del café en polvo previniendo así que las partículas individuales de café tengan acceso al interior 12 del eje helicoidal 10. Cuando sea necesario, los pasajes radicales que tienen un diámetro mayor también pueden proveerse, los pasajes en este caso necesitan ser cubiertos preferentemente por medio de un filtro de malla fina como se ha descrito ya en la técnica actual del filtrado de café . El alojamiento 18 se provee en un lado que apunta a la salida de la bebida 7 con una sección colectora 39 en la cual el lado interno que apunta hacia el e e helicoidal 10 presenta una parte de pared en forma de filtro 30 que rodea al e e helicoidal 10 cuando menos parcialmente y por medio de la cual la bebida de café recién preparada puede emerger radialmente desde el área de infusión 36. La parte de pared tipo filtro 40 puede configurarse como una placa curva perforada convencional, en vez de una placa perforada puede utilizarse por ejemplo un filtro de cerámica o un filtro empujado por un resorte. Los granos de café usados son expulsados en el extremo axial del alojamiento 18 y se dirigen por medio de un deflector 41 en el recolector 8.
Preferentemente el aparato se provee con una válvula por medio de la cual después de la preparación de una porción de cafe o entre la preparación de dos porciones puede detenerse cualquier goteo de café desde la salida para bebidas . Refiriéndonos ahora a la figura 2 se encuentra ilustrada una sección del aparato a una escala agrandada en la región de la porción de alojamiento cilindrica 20 con la ayuda del cual el proceso actual de preparación de la bebida se detallará, asumiendo que al inicio del proceso de preparación no hay café en polvo en el alojamiento 19 o en las diferentes zonas 22, 23, 24, 25. El proceso de preparación empieza al moler granos de café frescos con el molino. El café en polvo se transporta por medios (no mostrados) hacia la zona de entrada en forma de embudo en donde es tomado por las aletas 13 del eje helicoidal rotatorio 10 y se transporta a la porción de alojamiento cilindrica 20. Tan pronto como el café en polvo K ha sido transportado desde el e e helicoidal 10 hasta la zona de extracción 25 en su extremo de salida o área de extracción 37 se llena con el café en polvo altamente compactado Kl, la infusión puede iniciarse ya que el área de infusión 36 está sellada axialmente a ambos extremos por medio del café en polvo altamente compactado en la zona de sellado 23 así como en la zona de extracción 25. La rotación del e e del
tornillo 10 alimenta el agua de infusión B a una temperatura de aproximadamente 90 a 95° C y una presión de aproximadamente 2 a 20 bar por medio del conducto de agua de infusión 31, el agua de infusión B que fluye en la porción extrema 32 del conducto de agua de infusión 31 por medio de la salidas 33 hacia el interior 12 del eje helicoidal 10 y desde allí por medio de los pasajes 14 en el miembro de eje helicoidal 11 hacia el área de infusión 36 tal como se indica con la flecha doble 34. El agua de infusión se distribuye en el área de infusión 36, y de hecho el café en polvo altamente compactado en la zona de sellado 23 y la zona de extracción 25 le impide el acceso axialmente a la zona de sellado 23 y la zona de extracción 25 respectivamente. El agua de infusión puede sin embargo fluir axialmente hacia arriba en la dirección de la zona de sellado 23 para cuando menos humectar el café en polvo K en la región lateral superior o de entrada de la zona de infusión 24, como resultado de lo cual el café en polvo K en esta región superior o lateral de entrada de la zona de infusión 24, como resultado de lo cual el café en polvo K en esta región puede hincharse y puede introducirse en un tipo de fase de pre-infusión que es ventajoso para el sabor de la bebida que se va a preparar. El movimiento continuo del café en polvo k axialmente a través del área de infusión 36 da como resultado en que el agua de infusión 36
fluye no absolutamente radialmente sino más bien de forma inclinada . El agua de infusión B suministrada por medio del conducto de agua de infusión 3 fluye a través del área de infusión 36 y así también el café en polvo K sustancialmente de forma radial para entonces entrar a la sección de recolección 39 en forma de una esencia de café líquido por medio de la parte de pared del tipo de filtro 40 y fluir en un receptáculo 9 localizado por debajo en forma de una bebida de café recién preparada por medio de la salida de la bebida 7. La velocidad rotacional del e e helicoidal 10 preferentemente se selecciona de tal forma que la proporción de café en polvo en cada caso se extrae totalmente durante aproximadamente 25-30 segundos. Poco antes de que se prepare la cantidad deseada de bebida de café se detiene primero el molido y luego, esto es después de un intervalo de tiempo predefinido se detiene la alimentación de agua de infusión. Para obtener la utilización óptima del polvo de café molido el agua de infusión alimentada en el área de infusión 36 preferentemente no se detiene hasta que ya no se encuentre café en polvo en la región de entrada de la región de entrada en forma de embudo. Necesita asegurarse sin embargo que suficiente cafe en polvo compactado aún se encuentre en la zona de sellado antes de que se detenga la alimentación
del agua de infusión, de tal forma que el sellado del área de infusión 36 en el extremo de entrada se asegure hasfa el final del proceso de infusión. Preferentemente el e e helicoidal 10 continua rotando después de que se detiene la alimentación del agua de infusión hasta que todo el café en polvo ha sido retirado de la porción cilindrica 20 y no hay más café en polvo en las zonas individuales 23, 24, 25 del infusor 3. Ya que el volumen del área de infusión 36 y particularmente el área de sellado adyacente 35 se selecciona relativamente pequeña, solo una pequeña cantidad de café en polvo no extraído se retira del área de sellado 35, y cuando sea necesario el área de infusión 36. Si se necesitara al retirar el café en polvo de la porción cilindrica 20 después de la detención de la alimentación del agua de infusión, puede programarse un retraso predefinido ya que en los ciclos de preparación secuenciales rápidos no necesitan retirarse de la porción cilindrica 20 cada vez sino que en vez por razones de higiene no antes de que no se prepare más bebida de café durante una cierta duración de por ejemplo algunos minutos . La compactación del café en polvo parcialmente extraída en la zona de extracción 25 tiene la ventaja de que el café en polvo se extrae adicionalmente ya que el líquido es extraído del cafe en polvo. Así al compactar el
café en polvo en la zona de extracción 25, asegura por un lado, el sellado del área de infusión 36 en su extremo de salida y por el otro lado mejorar la extracción del café en polvo. En el extremo de salida el café en polvo se dirige por medio de un deflector 41 hacia el recolector 8. Con el aparato de acuerdo con la invención grandes cantidades de una bebida de café de alta calidad puede ahora prepararse por medio de la infusión continua, pudiéndose variar el volumen, esto es la cantidad de la bebida de café que va a prepararse en un rango muy amplio. Al mismo tiempo la cantidad de polvo extraído para la preparación de la porción correspondiente también puede adaptarse a la cantidad de agua. Así el aparato ahora hace posible por ejemplo el preparar un pequeño exprés con un volumen de solo algunos milímetros, mientras que por el otro lado varios litros de café exprés fresco puede prepararse continuamente, pero en cualquier caso, esto es sin importar la cantidad de la bebida caliente preparada, puede seleccionarse libremente la concentración del café en un amplio rango. Además de esto, al alterar varios parámetros la bebida caliente preparada puede ajustarse además a parámetros tan variables en otros dispositivos genéricos tales como por ejemplo la fineza del molido o el tamaño de grano del café en polvo, el grado de compactación del café
en polvo, la duración de extracción, la temperatura del agua de infusión y la presión del agua de infusión por medio del aparato de acuerdo con la invención haciendo posible variar aún más los parámetros operativos. Por ejemplo al variar la velocidad rotacional del eje del tornillo el grado de extracción del café en polvo y así el sabor, la concentración, el contenido de cafeína y cuando sea necesario también la apariencia de la bebida de café servida puede variarse. Además de esto por medio del desplazamiento axial del conducto de agua de infusión 31 puede determinarse en que región de la zona de infusión el agua de infusión debe entrar al café en polvo que es particularmente apreciado cuando las aletas 13 del eje helicoidal 10 presentan una diferente separación a lo largo de la zona de infusión. En este caso el desplazamiento axial del conducto del agua de infusión 31 permite introducir el agua de infusión en posiciones en el área de infusión 36 en la cual el café en polvo se compacta con diferentes fuerzas. La posición en la cual el agua se agrega influye sobre la calidad de la bebida del café debido a la diferencia en la compactación del café en polvo y el tiempo de extracción. La colocación del tamiz del filtro en relación al agua de infusión que se agrega permite influir sobre la trayectoria de filtrado y así también el tiempo de filtrado.
Todavía otra ventaja del aparato actual en comparación con el aparato de la técnica anterior que trabaja por lotes es que el café en polvo ahora se extrae homogéneamente durante el proceso de preparación completa, esto es la bebida de café que fluye desde la salida para bebida siempre es del mismo color, tiene el mismo sabor y aroma. Además de esto la cantidad de bebida de café preparada es independiente del tamaño del área de infusión 36. Todavía otra ventaja apreciable del aparato es que el tiempo actual necesario para la preparación es ahora relativamente corto ya que contrariamente a las cafeteras convencionales los granos de café necesitan ser molidos en su totalidad, pero ahora, solo se necesita proporcionar la cantidad de café en polvo según se vaya necesitando para llenar el área de infusión 36 así como dos áreas adyacentes 35, 37. Ahora, cuando se preparan varias porciones dentro de intervalos de tiempo corto el "tiempo de llenado" se elimina por completo, debido a que en este caso es posible la operación prácticamente continua debido a que después de la preparación de una porción solo necesita detenerse brevemente la alimentación de agua de infusión sin que el café en polvo necesite ser retirado completamente del área de infusión 36 y del área de sellado 35 en el extremo de entrada .
Cuando sea necesario, el eje helicoidal puede realizar algunas rotaciones después de que se ha detenido el la alimentación del agua de infusión, de tal forma que el polvo de café ya humedecido se retira del área de infusión que simultáneamente se llena con café en polvo fresco. Además de esto el tiempo muerto para expulsar el disco granos al final de cada proceso de preparación se elimina cuando se preparan varias porciones en una secuencia de breves intervalos de tiempo, ya que la deposición del disco granos se realiza continuamente durante el proceso de preparación. Así cuando se preparan varias porciones dentro de una secuencia de intervalos de tiempo breves se elimina el tiempo necesario para llenar y desechar según se necesite en dispositivos que trabajan por lotes. Esta es la razón por la cual cuando se compara con los dispositivos conocidos, el aparato de acuerdo con la invención puede obtener una "capacidad de taza" sustancialmente mayor. Ya que el café en polvo se extrae en la zona de extracción 25 la eficiencia también se mejora con menor café en polvo cuando se necesite una cierta cantidad de bebida de café con cuando menos la misma calidad. En conclusión existe además la ventaja de que la cantidad de agua y en particular la cantidad de polvo por volumen de agua que va a prepararse ahora puede seleccionarse libremente durante un amplio rango de tal
forma que la concentración y la calidad de la bebida de café servida puede ahora variarse sin importar su volumen. En otras palabras, es ahora posible con este aparato adaptar la cantidad de polvo a la cantidad de agua con ventajas sustanciales cuando se preparan porciones grandes. Ya que el café en polvo está continuamente en movimiento se previene que se formen canales en el café en polvo con "cortocircuitos" hidráulicos que se sabe que dan como resultado una extracción irregular e incompleta del café en polvo que se encuentra en el área de infusión. Refiriéndonos ahora la figura 3 se ilustra una modalidad ejemplar alternativa de un aparato de acuerdo con la invención. En este ejemplo, en vez de una separación reducida de las aletas del eje helicoidal para forma runa zona de sellado, el área 43, 44 entre le alojamiento 18 y el miembro de eje helicoidal 11 en la región de la zona de extracción se reduce. Concretamente, el diámetro del alojamiento 18 que rodea al eje helicoidal 10 se reduce en la región de la zona de extracción 25 en la dirección de suministro del e e helicoidal 10. Se entiende que la geometría de las aletas 13 en la zona de extracción 25 está adaptada a la geometría del alojamiento adelgazado cónicamente 18. AL estar adelgazado cónicamente el diámetro del alojamiento 18 en la dirección de suministro la sustancia a su vez es compactada en la región de la zona
extracción 25 de tal forma que la esencia se extrae. La separación de las aletas 13 entre la zona de infusión 24 y la zona de extracción 25 en este caso no necesita variar, de hecho puede permanecer constante. Sin embargo, en esta modalidad también la separación de las aletas 13 puede también variarse de acuerdo con lo que se desee. En vez de adelgazar el alojamiento 18 cónicamente el diámetro del miembro del e e helicoidal 11 puede acampanarse en la dirección de suministro de tal forma que el espacio entre el alojamiento 18 y el miembro de e e helicoidal actual 11 a su vez se reduce en tamaño en la región de la zona de extracción 25, aun cuando el alojamiento tiene una configuración cilindrica. Además a los parámetros operativos ya citados existen otros parámetros de aparatos que pueden usarse para influir sobre la bebida aliente que va a prepararse. Por ejemplo las separaciones absoluta y/o relativas del eje helicoidal 11 pueden variarse en las zonas individuales o entre ellas. De hecho la calidad de la bebida caliente que se va a preparar también puede influirse por la longitud de la zona de infusión y su diámetro relevante. Se entiende que el aparato como se describe aguí solo sirve como ejemplo y que pueden obtenerse modalidades diferentes dentro del alcance de la invención. Por ejemplo el agua de infusión podría introducirse desde afuera hacia
el área de infusión 36 y la bebida de cafe preparada se sirve por medio de un ramal hueco del miembro de e e helicoidal 11 o por medio de un conducto colocado allí. Es tan posible que el agua de infusión sea introducida en el área de infusión 36 con un ángulo en vez de radialmente. De igual manera el área de infusión 36 podría configurarse de forma cónica. El presente aparato es particularmente adecuado para preparar café exprés. Pero de hecho, es tan posible usarlo para la preparación de otras bebidas calientes tales como por ejemplo te, sopas, etc. Como alternativa a la modalidad ejemplar descrito aquí en el cual el agua de infusión se introduce en la zona de infusión por medio de una bomba a una alta presión, modalidades ejemplares de dispositivos son tan posibles sin una bomba. Al compactar la sustancia en partículas o café en polvo en la zona de extracción en el extremo de salida abre nuevas posibilidades ya que el agua de infusión no necesariamente requiere ser alimentada en la zona de infusión a alta presión. De hecho todo lo que necesita asegurarse que el café en polvo al pasar a través de la zona de infusión se humedece profundamente por medio de la introducción de agua de infusión. En este caso la zona de infusión no es necesariamente la zona en la cual el café en polvo también se infunde y extracta realmente. De hecho, la
zona de infusión en este caso se entiende como la zona en la cual el café en polvo solo se humedece parcialmente, o cando mucho se extrae parcialmente por medio de la introducción de agua de infusión caliente. Cuando deba eliminarse la bomba para la alimentación forzada del agua de infusión, una válvula controlable podría proporcionarse para iniciar y detener la alimentación del agua de infusión por ejemplo en vez de la bomba. El agua de infusión podría suministrarse por medio de la fuerza de gravedad desde un tanque de agua corriente localizado por encima del aparato o el aparato o calentador de agua podría conectarse directamente al conducto principal para el agua corriente al utilizar la presión de agua existente en cualquier caso en el conducto del agua corriente para el suministro del agua de infusión. El proceso de extracción actual entonces se realizaría principalmente en la zona de extracción en donde al compactar el café en polvo se extraerá la esencia de café líquido del café en polvo. Si se necesita esta esencia de café líquida que está altamente concentrada podría diluir con agua para lograr la concentración típica deseada de la bebida de café servida. Diluyendo de esta forma también podría realizarse con agua como fluye sin presión a través del disco granos ya usado como en el caso del cafe de filtro.
Si se necesita la presión de suministro de la bomba también puede reducirse junto con una reducción en la separación de las aletas en la dirección de suministro de tal forma que la compactacion del café en polvo aumenta en dirección de suministro que finalmente igual da como resultado en la extracción buena deseada del café en polvo. En conclusión el aparato también puede ser operado en lotes o casi continuamente por medio del café en polvo que esta avanzando hacia el área de infusión 36 y el e e helicoidal entonces se detiene de tal forma que la extracción se realiza de la forma usual y el café en polvo usado se descarga en forma de un disco. Contrariamente al aparato de la técnica anterior que trabaja por lotes en los cuales la alimentación de polvo fresco se realiza en la dirección opuesta a la de descarga del disco de granos usados, la alimentación de la sustancia de partícula hacia adentro y hacia fuera de la zona de infusión es en una y la misma dirección en el aparato de acuerdo con la invención. Refiriéndonos ahora a la figura 4 se ilustra una modalidad ejemplar preferida del aparato en sección longitudinal en donde partes iguales o similares a las de la modalidad ejemplar previa se identifican por medio de los números de referencia que tienen adicionada una "A". En este caso el aparato está colocado hopzontalmente . El alojamiento 18a en el presente ejemplo está formado por
medio de una parte de alojamiento posterior 43 y una parte de alojamiento frontal 44. La parte de alojamiento posterior 43 esta configurado como un bloque de alojamiento mientras que la parte de alojamiento frontal 44 está diseñado de forma tubular al presentar un interior sustancialmente cilindrico hueco. La parte de alojamiento posterior 43 se provee con una porción de entrada 45 para la introducción del café molido en polvo. Colocado en esta porción de entrada 45 se encuentra un agitador/limpiador 28. Corriente debajo de la porción de entrada 45 de la parte de alojamiento posterior 43 está provista con una zona receptora adelgazada cónicamente 46 en dirección de suministro del e e helicoidal 10a. Es evidente que el e e helicoidal 10a presenta una porción receptora 47 adaptada al contorno de la zona receptora 46, la porción receptora 47 de igual forma está adelgazada cónicamente en la dirección de suministro. El eje helicoidal 10a puede desplazarse axialmente con respecto al alojamiento indicado con 48, básicamente no importa si el alojamiento, en particular el área 43 o el e e helicoidal 10a están configurados de forma desplazable. Como se muestra en la figura 4 el eje helicoidal 10a se encuentra en su posición más frontal en la cual prácticamente no hay "Luz de día" radialmente entre la cubierta exterior de las aletas de tornillo 13a y el lado interior del área 43. La parte de
alojamiento 44 presenta una porción extrema 49 algo mayor de diámetro exterior en la dirección del extremo de salida, siendo en está porción extrema 49 que la zona de infusión 24a está colocada desde la cual un 7a se extiende radialmente hacia abajo. La zona de infusión 24a está provista con un dispositivo filtrante 50 que consiste de una pluralidad de discos filtrantes, cada uno de los cuales está ranurado radialmente con una sección transversal seleccionada para retener las partículas individuales del café molido. En vez de los discos de filtro individuales puede usarse también un filtro de resorte, por ejemplo el cual presenta un elemento de resorte de boina, cuyas espiras individuales entran en contracto entre sí y de igual manera están ranuradas. Si se necesita una válvula reguladora de presión puede ser interpuesta entre la zona de infusión 24a y la salida, esta válvula abre solo cuando se obtiene una sobre-presión predefinida. Refiriéndonos ahora a la figura 5 se ilustra el aparato tal como se muestra en la figura 4 pero con el eje helicoidal 10a ahora desplazado hacia atrás axialmente en relación al alojamiento 18a de tal forma que existe una "luz de día" entre la cubierta exterior de las aletas helicoidales 13a y el interior del alojamiento 43. Esto da como resultado que se reduzca el suministro en la porción de entrada, provocando que se reduzca el grado al cual el
café en polvo se compacta en las zonas subsecuentes. Por medio del desplazamiento axial del e e helicoidal 10a en relación al alojamiento 18a puede influirse directamente sobre la bebida que va a prepararse. El grado al cual el café en polvo se compacta determina el nivel de la presión de agua que puede aplicarse a través de la masa filtrante. Esto a su vez influye directamente sobre el grado de extracción y así el color, sabor y la concentración de la bebida de café servida. Se entiende que en vez de desplazar el eje helicoidal 10a axialmente, también es posible lograr el desplazamiento axial del alojamiento 18a con finalmente los mismos resultados. La modalidad del e e helicoidal mostrado en el cual el grado con el cual se compacta el café en polvo puede variarse por medio de de la separación de las aletas, en comparación contra otras variantes, la ventaja de que no se formen zonas muertas en las cuales pueden colectarse residuos del café en polvo o que no tienen flujo de agua de infusión, las transiciones suaves en la modalidad propuesta elimina las zonas con un bajo flujo en el cual el polvo se colecta. Además de que este eje helicoidal tiene un efecto de auto-limpieza . Refiriéndonos ahora a la figura 6 se ilustra finalmente una geometría de las aletas helicoidales en
sección transversal con una escala agrandada. Como es evidente, las aletas de tornillo 13 a tiene una sección transversal trapezoidal. Esta geometría optimiza la compactación del polvo al producir una componente de fuerza que empuja cafe en polvo hacia fuera contra el lado interno de la cubierta del alojamiento, aumentando la fricción en la cubierta que a su vez da como resultado una mayor compactacion del polvo mientras que además promueve el efecto de auto-limpieza sobre el e e helicoidal. Lista de referencia 1. aparato 2. molino 3. infusor 4. medios de impulsión 5. bomba de suministro 6. calentador de agua 7. salida de la bebida 8 colector
10. eje helicoidal 11. miembro de eje helicoidal 12. interior del e e helicoidal 13. aleta (s) 1 . pasajes 15. motor de impulsión
16 mecanismo 17. aloj amiento
19. región de entrada en forma de embudo 20. sección cilindrica 21. 22. zona de entrada 23. zona de sellado 24. zona de infusión 25. zona de extracción 26. 27. porción inicial 28. limpiador 29. borde interno 30. 31. conducto para agua de infusión 32. región extrema del conducto para agua de infusión 33. salidas 34. flecha doble 35. área de sellado 36. área de infusión 37. área de extracción 38. 39. sección colectora
40. parte de pared de tipo de filtro 41. deflector 42. 43. parte de alojamiento posterior 44. parte de alojamiento frontal 45. porción de entrada 46. zona de recepción 47. porción de recepción 48. flecha doble 10 49. porción extrema 50. elementos en forma de disco