PL219866B1 - Urządzenie wielofunkcyjne do sporządzania napojów i płynnego pożywienia ze składników spożywczych, zawartych w kapsułach jedno lub wielokomorowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie wielofunkcyjne do sporządzania napojów i płynnego pożywienia ze składników spożywczych zawartych w kapsułach jedno lub wielokomorowych, zwłaszcza gorących, zimnych i schłodzonych napojów takich jak: kawa, herbata, czekolada, sok, mleko, napoje alkoholowe oraz płynnych potraw w postaci zup i deserów oraz płynnych dodatków do dań na przykład sosów ze składników spożywczych w tym z rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych surowców lub produktów konsumpcyjnych wykonanych w postaci ziaren, granulek, liści, koncentratów, płynów i proszków i tym podobnych produktów, zamkniętych w szczelnych jedno i/lub wielokomorowych kapsułach.

Z publikacji międzynarodowej zgłoszenia patentowego nr WO 0041064585 i polskiego opisu patentowego nr 204367 znany jest sposób przygotowywania napojów, zwłaszcza co najmniej jednego napoju z zakresu napojów, polegający na umieszczeniu co najmniej jednego naboju do napoju zawierającego co najmniej jeden składnik w maszynie do przygotowywania napojów, uruchomianiu czytnika do wykrywania kodu napisanego na tym naboju do napoju, wytwarzaniu specyficznego cyklu zaparzania opartego na tym kodzie. Sposób ten charakteryzuje się tym, że stosuje się niskociśnieniową maszynę do przygotowywania napojów, uruchamia się interfejs użytkownika tej maszyny celem zainicjowania cyklu roboczego i przepuszcza się środek wodny przez nabój do napoju, przy czym temperaturę, wstępne nawilżanie, objętość, szybkość przepływu i czyszczenie powietrzem środka wodnego ustala się w oparciu o ten kod. Poza tym dla niektórych zakresów napoju spienia się napój i wytwarza się zakres typów napojów przy użyciu co najmniej jednego naboju do napojów włącznie co najmniej z filtrowaną kawą, cappuccino, herbatą, czekoladą i spienionym mlekiem, ale bez ograniczenia do nich, wykorzystując działanie interfejsu użytkownika niezależnie od typu wytwarzanego napoju. W odmianie sposobu przygotowywania napojów według tego wynalazku, środek wodny przepuszcza się przez pierwszy nabój do napoju, pod ciśnieniem niższym niż 0,02 MPa do wydzielenia pierwszej części napoju do pojemnika odbierającego, po czym przechowuje się w pamięci maszyny do przygotowywania napojów informację o typie pierwszego naboju do napojów. Następnie umieszcza się w tej maszynie drugi nabój do napoju zawierający co najmniej jeden składnik i uruchamia się tę maszynę przepuszczając środek wodny przez ten drugi nabój również pod ciśnieniem niższym od 0,02 MPa do wydzielenia drugiej części napoju do pojemnika odbierającego, przy czym co najmniej jeden parametr roboczy wspomnianej maszyny podczas wydzielania z drugiego naboju do napojów ustala się z odniesieniem do informacji przechowywanych w pamięci o typie pierwszego naboju do napojów. Możliwe jest także użycie dodatkowych nabojów do napojów do wydzielania trzech lub więcej części napoju. Poza tym co najmniej jeden parametr roboczy może obejmować temperaturę środka wodnego przechodzącego przez nabój do napoju, szybkość przepływu środka wodnego, obecność lub brak etapu wstępnego nawilżania, obecność lub brak etapu oczyszczania powietrzem, obecność lub brak środka wodnego i/lub całkowitą objętość wydzielonego środka wodnego.

Zespół do przygotowywania napojów według wynalazku opisany w polskim patencie nr 204367 (WO0041064585) obejmuje maszynę i wiele nabojów do napojów, z których każdy zawiera co najmniej jeden składnik związany ze specyficznym typem napoju. Maszyna ta posiada środki do umieszczania w niej jednego z wielu nabojów do napojów i środki do dostarczania do tego naboju do napoju środka wodnego do wytwarzania napoju z tego co najmniej jednego składnika w nim zawartego, czytnik do automatycznego interpretowania kodu napisanego na tym naboju, środki przetwarzające do wytwarzania specyficznego cyklu zaparzania opartego na tym kodzie, środki do automatycznego regulowania temperatury środka wodnego w oparciu o wspomniany kod przed dostarczeniem środka wodnego do tego naboju. Opisany wyżej zespół do przygotowywania napojów jest niskociśnieniowym zespołem dostarczającym środek wodny pod ciśnieniem mniejszym od 0,02 MPa, a ponadto zawiera środki strumieniowej pompy parowej oraz interfejs użytkownika do inicjowania cyklu roboczego działający niezależnie od typu wytwarzanego napoju, przy czym zespół ten dostosowany jest do wytwarzania wielu napojów w tym między innymi filtrowanej kawy, cappuccino, herbaty, czekolady, spienionego mleka, a także zup, sosów, deserów i soków owocowych. W drugiej odmianie wykonania zespół ten zaopatrzony jest w pamięć do przechowywania informacji o składnikach napoju zawartych w naboju lub też zespół ten może być dostosowany do przechowywania informacji o kolejności nabojów do napojów wytwarzanych przez maszynę tego zespołu, przy czym stosowanym czytnikiem jest optyczny czytnik kodu paskowego.

PL 219 866 B1

Zarówno sposób przygotowywania napojów jak i zespół do stosowania sposobu według tego wynalazku posiadają wady i niedogodności polegające zwłaszcza na tym, że stosowane w tym rozwiązaniu kody kreskowe drukowane na etykietach nabojów w celu programowania procesu przygotowywania gorących napojów nie stanowią żadnego ograniczenia przed fałszowaniem produktów spożywczych, które mogą być eksploatowane w maszynach wchodzących w skład tego zespołu. Poza tym, raz wydrukowany kod kreskowy na etykiecie naboju może być wykorzystywany tylko do odczytywania informacji, która - po pierwsze może nieprecyzyjnie definiować proces przygotowywania gorących napojów ze względu na jej ograniczoną pojemność informacyjną, a po drugie - nie uwzględnia on lokalnych uwarunkowań środowiska spowodowanych na przykład wkładaniem do maszyny zimnego naboju wymagającego podgrzania przepływającej cieczy, czy dłuższego namakania składników, które znacząco mogą wpływać na pogorszenie jakości przygotowywanego napoju, a w skrajnych przypadkach mogą spowodować sporządzenie napoju nienadającego się do spożycia. Z kolei stosowanie w rozwiązaniu według tego wynalazku optycznego interfejsu odczytu danych za pomocą czytnika kodów kreskowych wbudowanego w maszynę do przygotowywania napojów może uniemożliwiać odczyt danych i programowanie urządzenia w przypadku powszechnie występującego zabrudzenia/zakurzenia głowicy czytnika, zdeformowania wieczka naboju z kodem kreskowym, lub jego nieprecyzyjnego pozycjonowania w głowicy nakłuwającej tej maszyny.

Znany jest także z opisu zgłoszenia patentowego WO92/07775-PCT/CH91/0022 sposób przygotowania produktu płynnego i urządzenie do jego stosowania, polegający na wprowadzaniu płynu i/lub pary pod ciśnieniem do kapsuły zawierającej dawkę co najmniej jednej substancji mogącej wytworzyć ten produkt za pomocą tego płynu i/lub pary, po czym tak wytworzony produkt płynny odbierany jest na zewnątrz tej kapsuły. W sposobie tym stosuje się kapsułę posiadającą szczelną powłokę, tworzącą dwie jej ścianki, z których jedna stanowi dno kapsuły a duga zamyka jej przeciwległy koniec, przy czym co najmniej jedna część jej dna jest tak wykonana, aby nie pękała pod wpływem deformacji spowodowanej wprowadzeniem do gniazda elementu perforacyjnego płynu i/lub pary. Gniazdo to jest wyznaczone przez otwór wprowadzający kapsułę i przedziurawioną co najmniej jednym otworem jej ściankę umożliwiającym przepływ produktu płynnego wyposażoną w środki do perforowania dna kapsuły, w chwili gdy osiągnie ono określony stopień deformacji w stosunku do jej kształtu początkowego. Następnie do tej kapsuły wprowadza się ustaloną ilość odpowiedniego płynu i/lub pary tak, aby spowodować wspomnianą deformację dna kapsuły i jego perforację przez środki perforujące, umożliwiając przepływ danego produktu płynnego przez ten otwór lub otwory.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr 204602 sposób wytwarzania napoju z naboju i nabój do wytwarzania napoju w maszynie do napojów polegający na tym, że stosuje się nabój, w którym co najmniej jednym składnikiem jest ciekły składnik czekolady, a napój wytwarza się w cyklu roboczym, w którym przepuszcza się środek wodny przez nabój do tego składnika czekoladowego do postaci napoju i wprowadza się napój do zbiornika odbierającego. Nabój do stosowania tego sposobu posiada wlot do wprowadzania do niego środka wodnego i wylot do odprowadzania z niego napoju wytworzonego z ciekłego składnika czekolady. Poza tym nabój ten posiada człon zewnętrzny połączony za pomocą mechanizmu zatrzaskowego z członem wewnętrznym oraz zawiera elementy do wytwarzania strumienia wtryskowego napoju, które stanowi otwór usytuowany w torze przepływu napoju w tym naboju, przy czym zawiera on także co najmniej jeden wlot powietrza i zespół do obniżania ciśnienia strumienia wtryskowego napoju do wprowadzania powietrza z co najmniej jednego wlotu do napoju w postaci wielu małych pęcherzyków.

Z kolei znane z polskiego opisu patentowego nr 205569 urządzenie do przygotowywania małych i dużych porcji kawy zawierające kapsułki z mieloną kawą, urządzenie przyjmujące do przyjmowania jednej kapsułki i środek pompujący do wtryskiwania wody pod ciśnieniem do tej kapsułki oraz środek do jej otwierania składający się ze środka zatrzymującego ciecz pod ciśnieniem w kapsule oraz środka sprzęgającego, który zahacza o środek zatrzymujący, w celu otwarcia tej kapsułki i dostarczenia płynnego ekstraktu kawy charakteryzuje się tym, że zawiera także co najmniej drugą kapsułkę posiadającą taki sam kształt zewnętrzny i układ jak kapsułka pierwsza. Ta druga kapsułka jest przystosowana do dostarczania dużej porcji płynnego ekstraktu kawy, po przepłynięciu przez nią większej ilości wody, która przepływa przez nią podczas zaparzania z większą prędkością niż przez pierwszą kapsułę.

Znany z opisu patentowego patentu europejskiego nr EP 0512470 A1 sposób wytwarzania napojów przy użyciu szczelnych kapsuł zawierających co najmniej jedną substancję do przygotowywania napoju w nośniku kapsuły, która zawiera płaszczyznę ekstrakcji korzystnie płaską charakteryzuje się

PL 219 866 B1 tym, że w kapsułę tę wstrzykuje się mieszankę wody i powietrza pod ciśnieniem od 1-20 barów, tak aby zdeformować płaszczyznę ekstrakcji tej kapsuły na powierzchni wypukłej jej nośnika mającego elementy wypukłe i wklęsłe, przy czym wspomniana płaszczyzna ekstrakcji rozrywa się w miejscu tych elementów wypukłych i/lub wklęsłych, gdy osiąga naprężenie rozrywające celem umożliwienia usunięcia płynu po ekstrakcji kawy pod ciśnieniem od 1-20 barów. Z kolei urządzenie do stosowania sposobu wg tego wynalazku posiadające element do wtryskiwania wody, suport nośnika kapsuły usuwalny przymocowany pod elementem do wtryskiwania wody za pomocą środków mocujących, część pierścieniową z dolnym odsadzeniem o kształcie podobnym do kształtu zewnętrznego kapsuły charakteryzuje się tym, że posiada ono nośnik kapsuły umieszczony w suporcie nośnika kapsuły i zawierający elementy wypukłe i wklęsłe na kratce przepływu, przy czym część dolna tej części pierścieniowej współpracuje z obwodem nośnika kapsuły celem zabezpieczenia żądanego położenia kapsuły i szczelności podczas jej ekstrakcji.

Niedogodnością przytoczonych wyżej znanych sposobów i urządzeń do przygotowywania napojów ze środków spożywczych zawartych w kapsułach jest brak możliwości identyfikacji zawartości tych kapsuł i sporządzania danego napoju w oparciu o dostosowany do tego celu program identyfikowany elektronicznie.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia wielofunkcyjnego do sporządzania napojów i płynnego pożywienia ze składników spożywczych zawartych w kapsułach jedno lub wielokomorowych w oparciu o ciśnieniowe rozlewanie wszystkich produktów opartych na bazie koncentratów zawartych w kapsułach w postaci proszków i płynów oraz skróceniu czasu ich sporządzania, jak również zapewnienie możliwości schładzania otrzymywanych napojów i otrzymania wielowarstwowych, schłodzonych napojów.

Urządzenie wielofunkcyjne do sporządzania napojów i płynnego pożywienia ze składników spożywczych zawartych w kapsułach jedno lub wielokomorowych złożone z elementów zewnętrznych w postaci obudowy, zbiornika na wodę zaopatrzonego w pokrywę z wlewem wody, szuflady na kapsułę, interfejsu sterowania, dźwigni głowicy, ociekacza oraz elementów wewnętrznych w postaci filtra, pompy wodnej, zespołu grzejnego, zespołu zaworów sterujących, głowicy z dyszami wodnymi i zespołu zaworów do sterowania i posiadający linie doprowadzenia wody, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że posiada dwie oddzielne linie doprowadzania wody z pompki tłoczkowej w postaci zespołu ścieżki zimnej wody z chłodziarką i zespołu ścieżki gorącej wody z elementem grzejnym, rozdzielone zespołem zaworów elektromagnetycznych i ma zespół zaworów elektromagnetycznych sterowania sekwencyjnego dyszami głowicy, gdzie każdy z elektromagnetycznych zaworów może pracować niezależnie od pozostałych i doprowadzać wodę do wnętrza kapsuły przez dysze. Pompa włączona jest pomiędzy zbiornik wody i zespół ścieżki gorącej wody, którego temperatura na jego powierzchni wynosi od 393,15°K (120°C) do 433,15°K (160°C) i korzystnie nie przekracza 403,15°K (130°C). Głowica zaopatrzona jest od dwóch do czterech dysz przekłuwających membranę kapsuły, przy czym przynajmniej jedna dysza znajduje się w osi głowicy, a na jej obrzeżu znajduje się od jednej do trzech dysz. Chłodziarka ma postać ogniwa Peltiera.

Przedmiot wynalazku został pokazany w przykładzie wykonania, gdzie na fig. 1 pokazano schemat ideowy urządzenia wielofunkcyjnego do sporządzania napojów i płynnego pożywienia ze składników spożywczych zawartych w kapsułach jedno lub wielokomorowych, na fig. 2 pokazano w widoku z boku głowicę zaopatrzoną w dwie dysze, na fig. 3 pokazano w widoku z góry kapsułę jednokomorową, której górna membrana przebita jest przez dwie dysze, na fig. 4 pokazano w widoku z boku przekrój kapsuły jednokomorowej, na fig. 5 pokazano w widoku z boku głowicę zaopatrzoną w cztery dysze, na fig. 6 pokazano w widoku z góry kapsułę dwukomorową, której górna membrana przebita jest przez cztery dysze, a na fig. 7 pokazano w widoku z boku przekrój kapsuły dwukomorowej.

Jak pokazano na rysunku działanie i konstrukcja urządzenia wielofunkcyjnego do sporządzania napojów i płynnego pożywienia ze składników spożywczych zawartych w kapsułach jedno lub wielokomorowych oparta jest na zasadzie intuicyjnej obsługi bez czytania instrukcji oraz zasadzie, że z jednej użytej kapsuły powstaje jeden, skończony produkt w postaci płynnego pożywienia.

W skład urządzenia wielofunkcyjnego do sporządzania napojów i płynnego pożywienia ze składników spożywczych zawartych w kapsułach jedno lub wielokomorowych wchodzą połączone ze sobą za pomocą instalacji wodnej i elektrycznej takie elementy jak zbiornik 1 na wodę, zespół ścieżki gorącej 14 z termoblokami 16 i grzałką przepływową 17, pompa 11 wody, chłodziarka 21, głowica 25 i szuflada 28.

PL 219 866 B1

Zbiornik 1 na wodę umieszczony jest z tyły obudowy i stanowi jej tylny zarys. W tylnej części zbiornika 1 znajduje się uchwyt, który stanowi integralną jego część. Uchwyt służy do wyjmowania i wkładania zbiornika do i z urządzenia. Zbiornik 1 na wodę w górnej części jest otwarty co ułatwia wlewanie wody oraz jego mycie. W bocznej ścianie zbiornika 1 znajdują się w oddzielnych prowadnicach dwa niezależne pływaki z magnesami stałymi. Dolny pływak 2 służy jako czujnik stanu minimum wody i/lub obecności zbiornika 1 w urządzeniu, jest to zabezpieczenie przed zapowietrzeniem pompy 11. Górny pływak 3 jest czujnikiem przelania wody w zbiorniku 1 w momencie, gdy wlewamy wodę przez górny otwór wlewowy urządzenia. W dnie zbiornika 1 na wodę znajduje się zawór zwrotny 7 zamykający wylot wody w momencie wyjęcia zbiornika 1 a w momencie wkładania do urządzenia otwiera się on i zasila układ w wodę. Zbiornik 1 wykonany jest z przeźroczystego tworzywa. Nalewanie wody odbywać może się przez wyjęcie zbiornika 1 i wlanie wody poza urządzeniem lub bez wyjmowanie zbiornika 1 i wlanie wody z dozownika przez górny otwór wlewowy.

Zespół ścieżki gorącej 14 znajduje się wewnątrz obudowy i ma postać termobloków 16 i grzałki przepływowej 17. Zespół ścieżki gorącej 14 może w sposób ciągły podgrzewać wodę o temperaturze początkowej około 285,15°K (12°C), czyli średniej temperaturze wody w sieci wodociągowej, do te mperatury roboczej około 371,15°K (98°C). Regulacja temperatury wody na wylocie jest regulowana płynnie w całym zakresie temperatury pracy. Grzałka przepływowa 17 jako jeden z elementów zespołu ścieżki gorącej 14 wody służy również jako wytwornica pary. Na wlocie do zespołu ścieżki gorącej 14 znajduje się czujnik 18 pomiaru temperatury wlotowej, służący do wysterowania mocy grzałki przepływowej 17 i pompy wody 11. Na wylocie z zespołu ścieżki gorącej 14 znajdują się również czujniki temperatury 19, służące do sprawdzania właściwej temperatury zgodnej z założoną technologią wykonywania napoju. Czujniki 19 przekazują sygnał do sterownika mikroprocesorowego 10, który w sprzężeniu zwrotnym wysteruje moc grzałki przepływowej 17 i pompy wody 11. W zespole ścieżki gorącej 14 zainstalowany jest też wyłącznik przegrzania zapobiegający przekroczeniu bezpiecznej temperatury na termoblokach 16 i na grzałce przepływowej 17, przy czym temperatura na powierzchni grzałki przepływowej 17 nie przekracza 403,15°K (130°C) co zapobiega powstawaniu kamienia.

Pompa 11 wody usytuowana jest wewnątrz obudowy i zamontowana jest do dolnej części korpusu przez elementy mocujące, w które wstawione są amortyzatory gumowe które zapobiegają przenoszeniu drgań na korpus i obudowę. Pompa 11 wody znajduje się za wlotem wody ze zbiornika 1, który wyposażony jest w filtr 8 zapobiegający przedostaniu się do układu cząstek stałych oraz przepływomierzem 9 zwiększającym dokładność pracy pompy 11 do ± 2%. Za pompą 11 podłączony jest zawór bezpieczeństwa 12 z upustem zapobiegającym uszkodzeniu pozostałych części układu urządzenia wielofunkcyjnego - upust z zaworu bezpieczeństwa 12 połączony jest za pomocą wężyka ze zbiornikiem 1, który wchodzi we wlot wody. Z zaworu bezpieczeństwa 12 woda kierowana jest do zespołu zaworów elektromagnetycznych 15 sterowanych przez sterownik mikroprocesorowy 10. Zespół zaworów elektromagnetycznych 15 kieruje wodę na zespół ścieżki gorącej 14 lub na zespół ścieżki zimnej 13 wyposażony w chłodziarkę 2.. Pompa wody 11 ma za zadanie dostarczyć odpowiednią ilość wody w określonym czasie dla odpowiedniego prowadzenia procesu technologicznego przygotowania płynnego pożywienia.

Chłodziarka 21 zamontowana jest wewnątrz obudowy i zamocowana jest do podstawy urządzenia bezpośrednio pod pojemnikiem ociekacza. Chłodziarka 21 jest umieszczona między zespołem zaworów elektromagnetycznych 15 sterujących drogą zespołu ścieżki zimnej 13 lub zespołu ścieżki gorącej 14 w zależności od technologii przygotowanego płynnego pożywienia, a zespołem zaworów sterowania sekwencyjnego 24 sterującym sekwencyjnością pracy urządzenia. Chłodziarka 21 jest urządzeniem elektrycznym opartym na ogniwie Peltiera. Poprzez ogniwo Peltiera wykonywana jest funkcja schładzania wody ze zbiornika 1 z temperatury pokojowej do temperatury 281,15: 283,15°K (8:10°C). Temperatura wody jest uzależniona od technologii przygotowania płynnego pożywienia. Chłodziarka 21 posiada blok chłodzący wykonany w postaci wężownicy zamocowanej do ogniwa Peltiera lub też bloku metalowego z labiryntem wewnątrz. Odprowadzenie nadmiaru ciepła, które występuje w trakcie pracy ogniwa Peltiera odprowadzane jest na zewnątrz za pomocą zamocowanego radiatora na stronie grzewczej i wymuszonym obiegiem powietrza przez wentylator.

Głowica 25 jest jednym z najważniejszych elementów urządzenia wielofunkcyjnego do przygotowania płynnego pożywienia z kapsuł i znajduje się ona w górnej części urządzenia. Elementem zewnętrznym głowicy jest dźwignia 26 napędowa ruchu głowicy 25. Głowica 25 wykonuje ruch góra-dół, co powoduje realizację przebicia dyszami 31 membrany 32 kapsuły 29 w punktach 38, doszczelnienia kapsuły 29 na powierzchniach szuflady 28 i dolnej części głowicy 25. Głowica 25 jest wyposażona

PL 219 866 B1 w minimum dwie, a maksimum w cztery dysze 31, które zamocowane są w dolnej jej części. Zamocowanie dysz 31 wykonywane jest przez obtrysk insertów. Wykończenie dysz 31 u nasady głowicy 25 jest stożkowe i służy dodatkowo jako uszczelnienie zespołu dysza/membrana 34 kapsuły 29. Elementy głowicy 25 występujące wewnątrz służą do sekwencyjnego wypłukiwania półproduktów płynnego pożywienia z wnętrza kapsuły 29, która składa się zjednaj komory 35 lub co najmniej dwóch, współśrodkowych komór 36 i 37 w których znajdują się produkty lub półprodukty z których przygotowuje się płynne pożywienie. Sekwencyjność wypłukiwania kapsuł 29 realizowana jest przez zastosowanie zespołu elektrozaworów 24 umieszczonych na górnej powierzchni głowicy 25.

Szuflada 28 jest elementem zewnętrznym obudowy urządzenia wielofunkcyjnego do przygotowania płynnego pożywienia z kapsuł i posiada elementy wewnętrzne stanowiące kieszeń dla kapsuły 29 oraz elementy uszczelniające. Szuflada 28 jest elementem, w którym realizowane jest przygotowanie płynnego pożywienia. Zbudowana jest z uchwytu umożliwiającego wyjęcie z prowadnic szuflady 28 oraz powtórne jej włożenie w przestrzeń pracy głowicy 25. Uchwyt jest również przyjazny dla użytkownika w trakcie opróżniania szuflady z kapsuły 29. Takie pozbycie się kapsuły 29, podnosi bezpieczeństwo przed przypadkowym poparzeniem się gorącą kapsułą 29. W tylnej części szuflady 28 zamontowany jest magnes, służy on jako element czujnika 27 położenia szuflady a jednocześnie przytrzymuje szufladę 28 w pozycji zamkniętej. Czujnik 27 wbudowany jest w tylną część odbudowy głowicy 25 i zapobiega uruchomieniu urządzenia w razie braku lub złego umieszczenia szuflady 28. W dolnej powierzchni szuflady 28 znajduje się otwór, w którym po włożeniu kapsuły 29 do szuflady 28 i jej zamknięciu sytuuje się dysza wylotowa kapsuły 29. Dysza ta wystaje poza obrys zewnętrzny szuflady 28, przez co w czasie przygotowania napoju przygotowywany produkt nie ma z nią kontaktu, a sama szuflada 28 pozostaje czysta, co umożliwia przygotowywanie różnych napojów bez konieczności jej mycia przed przygotowaniem kolejnego napoju.

Proces przygotowania płynnego pożywienia w urządzeniu wielofunkcyjnym rozpoczyna się od wody, która znajduje się w zbiorniku 1 i który może być napełniany na dwa sposoby w wodę. Pierwszy sposób napełnienia zbiornika 1 wodą polega na wyjęciu go z obudowy i napełnieniu go poza urządzeniem, natomiast drugi sposób polega na napełnieniu go przez otwór wlewowy w szczycie urządzenia, który jest zasłonięty pokrywą z otworem do napełniania ukształtowanym tak by zapobiegać rozpryskiwaniu wody w trakcie nalewania do zbiornika 1. Urządzenie posiada dwa zabezpieczenia, z których pierwsze w postaci pływaka 2 umieszczone jest w dole zbiornika 1 i w tylnej części obudowy urządzenia. Pływak 2 pełni dwie funkcje, sprawdza obecność zbiornika 1 w urządzeniu i/lub niski stan wody zapobiegający zapowietrzeniu układu wodnego urządzenia. Drugi pływak 3 znajduje się w górnej części zbiornika 1 i w tylnej części obudowy urządzenia i informuje, że woda zalewana do zbiornika 1 osiągnęła stan maksimum - pływak 3 działa kiedy uzupełnia się wodą zbiornik 1 zamontowany jest w urządzeniu. Interfejs użytkownika 4 informuje o tym stanie za pomocą dźwięku z głośnika 5 - co jest zabezpieczeniem dla osób niedowidzących i niewidzących i zapaleniem się odpowiedniej ikony na wyświetlaczu interfejsu użytkownika 4. Dźwięki z głośnika 5 mogą być emitowane w postaci: dźwięku ostrzegawczego lub komunikatu głosowego. W przypadku ignorowania przez użytkownika sygnałów o przepełnieniu zbiornika 1, nadmiar wody zostanie odprowadzony poza urządzenie, przez dedykowany otwór 6 w zbiorniku 1, natomiast podczas napełniania zbiornika 1 poza urządzeniem na jego powierzchni zaznaczony stan maksymalnego napełnienia a otwór 6 służy jako dodatkowe zabezpieczenie. Zbiornik 1 sprzężony jest z urządzeniem za pomocą zaworu zwrotnego 7 umieszczonego w dnie zbiornika 1. Zawór zwrotny 7 ten odcina wypływ wody ze zbiornika 1 w razie jego wyjęcia. Druga część zaworu zwrotnego 7 jest umieszczona w obudowie urządzenia i służy do mechanicznego otwierania zaworu zwrotnego 7 zbiornika 1. W tej części znajduje się również filtr 8 cząstek stałych, a całość połączona jest za pomocą wężyka z przepływomierzem 9. Zadaniem przepływomierza 9 jest zapewnienie dokładności dozowanej wody do procesu przygotowania płynnego pożywienia, którą to dokładność określono w urządzeniu na poziomie ± 2% zadanej dozy. Przepływomierz 9 wysyła sygnały do sterownika mikroprocesorowego 10, który na tej podstawie steruje pompą 11. Pompa 11 znajduje się za przepływomierzem 9 i dozuje wodę do układu. Pompa 11 w układzie jest sterowana przez sterownik mikroprocesorowy 10 i zapewnia maksymalne ciśnienie do 0,15 MPa. Pompa 11 posiada sterowanie impulsowe i może być w sposób płynny regulowana jej wydajność od 10% do 100% swojej wydajności. Pompa 11 może być również sterowana według krzywej wydajności, zadanej dla przygotowania płynnego pożywienia. Krzywa taka może być zadawana dla każdego produktu. Urządzenie zabezpieczone jest przed niekontrolowanym wzrostem ciśnienia, gdyż za pompą 11 znajduje się upustowy zawór bezpieczeństwa 12. Upust z zaworu bezpieczeństwa 12 po przekroczeniu dopuszczalPL 219 866 B1 nego ciśnienia następuje do zbiornika 1 przez dolną cześć zaworu zwrotnego 7 umieszczonego w obudowie. Zawór bezpieczeństwa 12 realizuje jeszcze jedną funkcję, funkcję okna przetwórczego ważną dla perfekcyjnego przygotowania płynnego pożywienia, to jest utrzymuje minimalne ciśnienie w układzie przez zamknięcie wypływu wody do układu do momentu aż pompka 9 nie uzyska wymaganego ciśnienia. Urządzenie wielofunkcyjne do przygotowywania płynnego pożywienia w odróżnieniu od innych urządzeń tego typu w swojej konstrukcji posiada dwa oddzielne zespoły ścieżek wody to jest zespół ścieżki zimnej 13 i zespół ścieżki gorącej 14. Za pompą 11 i upustowym zaworem bezpieczeństwa 12 znajduje się zespół zaworów elektromagnetycznych 15 który określa rodzaj ścieżki wody i tak dla zespołu ścieżki gorącej 14 jest to zespół zaworów elektromagnetycznych 15' a dla zespołu ścieżki zimnej 13 zawór elektromagnetyczny 15'' dla przygotowania płynnego pożywienia z kapsuły 29 w zależności od technologii przygotowania. Zespołem ścieżki gorącej 14 steruje zespół zaworów elektromagnetycznych 151, które kierują wodę do poszczególnych elementów grzewczych w postaci termobloków 16 lub grzałki przepływowej 17. Za zespołem zaworów elektromagnetycznych 15 znajduje się zespół ścieżki gorącej 14 w postaci dwóch termobloków 16 i grzałki przepływowej 17. Zespół ścieżki gorącej 14 posiada czujnik 18 kontroli temperatury przez sekcję roboczą/procesową oraz czujniki 19 kontroli temperatury w strefie procesowej/pracy zamontowanej na każdym termobloku 16 i grzałce przepływowej 17. Sygnały z czujników 18 i 19 kontroli temperatury docierają do sterownika mikroprocesorowego 10, który steruje zarówno mocą termobloków 16 i grzałki przepływowej 17 jak również szybkością przepływu wody realizowaną przez pompę 11 przez zespół ścieżki gorącej 14. Umieszczone za zespołem ścieżki gorącej 14 zawory zwrotne 20 nie pozwalają mieszać się ze sobą wodzie zawartej w zespole ścieżki zimnej 13 i zespole ścieżki gorącej 14. Obieg zimnej wody jest realizowany przez zawór elektromagnetyczny 15'' umieszczony w zespole zaworów elektromagnetycznych 15, który otwiera zespół ścieżki zimnej 13 a pozostałe zawory 15' zamykają zespół ścieżki gorącej 14, przy czym zespół ścieżki zimnej 13 otwiera zawór 15'' wysterowany przez sterownik mikroprocesorowy 10. Obieg zimnej wody realizowany przez zespół ścieżki zimnej 13 jest otwierany gdy technologia przygotowania płynnego pożywienia wymaga wody dodatkowo schłodzonej w normalnych warunkach eksploatacji urządzenia, przy czym stosowanie zespołu ścieżki zimnej 13 i zespołu ścieżki gorącej 14 nie wymaga czekania użytkownika urządzenia wielofunkcyjnego według wynalazku aż wcześniej użyty zespół ścieżki gorącej 14 wystygnie i osiągnie temperaturę pracy na przykład 285,15°K (12°C). Urządzenie umożliwia przygotowanie płynnego pożywienia z jednej kapsuły 29 wyposażonej w jedną komorę 35 lub dwie komory 36 i 37, gdzie dla przygotowania płynnego pożywienia potrzebna jest na przykład woda gorąca i zimna, jak ma to miejsce w przypadku przygotowania kawy typu frappe. Możliwe jest też przygotowanie dwóch takich samych produktów jak mleko najpierw jako gorące wykorzystując do tego zespół ścieżki gorącej 14 a później wykorzystując zespół ścieżki zimnej 13 do jego schłodzenia. Zespół ścieżki zimnej 13 w swoim ciągu ma zabudowaną chłodziarkę 21 opartą na ogniwie Peltiera, podobnie jak w zespole ścieżki gorącej 14 chłodziarka 21 posiada czujnik 22 temperatury na wyjściu z chłodziarki 21. Za chłodziarką 21 znajduje się zawór zwrotny 20 zapobiegający mieszania się wody z obu zespołów ścieżek 13 i 14. Za zaworem zwrotnym 20 zespół ścieżki gorącej 14 i zespół ścieżki zimnej 13 łączą się. Połączenie ścieżek następuje w kolektorze 23, z którego woda dociera do zespołu zaworów sterowania sekwencyjnego 24 wypłukiwania kapsuł 29 za pośrednictwem głowicy 25. Dzięki zastosowaniu zespołu zaworów elektromagnetycznych 24, złożonego z zaworów 24' i 24'' i kapsuły 29 z dwoma niezależnymi komorami 36 i 37 o różnych pojemnościach możliwe jest przygotowanie z jednej kapsuły 29 płynnego pożywienia w postaci kawy cappuccinno, kawy latte czy też czekolady, przy czym możliwe jest też użycie kapsuły 29 z jedną komorą 35.

Płynne pożywienie może być przygotowane też z dwóch różnych produktów to jest płynnego i sypkiego. Sterowanie zespołem zaworów sterowania sekwencyjnego 24 realizowane jest automatycznie przez sterownik mikroprocesorowy 10. Użytkownik za pomocą interfejsu użytkownika 4 wybiera produkt z listy i ta informacja trafia do sterownika mikroprocesorowego 10, który steruje i nadzoruje proces przygotowania płynnego pożywienia. W zespole zaworów sterowania sekwencyjnego 24 każdy z zaworów może pracować niezależnie od pozostałych i doprowadzać wodę do wnętrz kapsuły 29 przez dysze 31. Głowica 25 na której umieszczony jest zespół zaworów sterowania sekwencyjnego 24 jest napędzana ręcznie przez dźwignię 26 będącą elementem zewnętrznym. Napęd z dźwigni 26 przenoszony jest przez zespół dźwigni i krzywek. Na dźwigni 26 zamontowany jest czujnik jej zamknięcia 27. Czujnik 27 położenia dźwigni 26 zabezpiecza przed uruchomieniem urządzenia przy otwartej lub niedomkniętej dźwigni 26, to znaczy rozszczelnionego zespołu głowica 25/kapsuła 29. Kapsuła 29 znajduje się w szufladzie 28, która również jest wyposażona w czujnik 30 jej położenia.

PL 219 866 B1

Czujnik 30 zabezpiecza urządzenie przed uruchomieniem gdy szuflada 28 nie zajmuje właściwej pozycji.

Interfejs użytkownika 4 usytuowany jest w górnej części obudowy i składa się z przycisków sterujących 32 oraz wyświetlacza 33 przeznaczonego do wyświetlania informacji w postaci ikon o stanie urządzenia.

Wyświetlacz 33 może mieć postać wyświetlacza ciekłokrystalicznego z zaprogramowanymi ikonami informujących o stanie urządzenia i błędach. Przykładowa treść ikon może mieć postać:

Brak zbiornika lub niski stan wody;

Przepełnienie zbiornika;

Brak lub niedomknięta szuflada;

Niedomknięta dźwignia głowicy;

Awaria urządzenia wymagająca interwencji serwisu;

Konieczności odkamienienia.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowa

   1. Urządzenie wielofunkcyjne do sporządzania napojów i płynnego pożywienia ze składników spożywczych zawartych w kapsułach jedno lub wielokomorowych złożone z elementów zewnętrznych w postaci obudowy, zbiornika na wodę zaopatrzonego w pokrywę z wlewem wody, szuflady na kapsułę, interfejsu sterowania, dźwigni głowicy, ociekacza oraz elementów wewnętrznych w postaci filtra, pompy wodnej, zespołu grzejnego, zespołu zaworów sterujących, głowicy z dyszami wodnymi i zespołu zaworów do sterowania i posiadający linie doprowadzenia wody, znamienne tym, że posiada dwie oddzielne linie doprowadzania wody z pompy (11) w postaci zespołu ścieżki zimnej (13) wody z chłodziarką (21) i zespołu ścieżki gorącej wody (14) z termoblokami (16) i grzałką przepływową (17), rozdzielone zespołem zaworów elektromagnetycznych (15) i ma zespół zaworów elektromagnetycznych (24) sterowania sekwencyjnego dyszami (31) głowicy (25), gdzie każdy z elektromagnetycznych zaworów (24'), (24) może pracować niezależnie i doprowadzać wodę do wnętrza kapsuły (29) przez dysze (31).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pompka tłoczkowa (11) włączona jest pomiędzy zbiornik wody (1) i zespół ścieżki gorącej (14) wody, którego temperatura na jego powierzchni wynosi od 393,15°K (120°C) do 433,15°K (160°C) i korzystnie nie przekracza 403,15°K (130°C).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że głowica (25) zaopatrzona jest od dwóch do czterech dysz (31) przekłuwających membranę (34) kapsuły (29), przy czym przynajmniej jedna dysza (31) znajduje się w osi głowicy (25), a na jej obrzeżu znajduje się od jednej do trzech dysz.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że chłodziarka (21) ma postać ogniwa Peltiera.