PT2000067E - Aparelho para preparar uma espuma a partir de um líquido alimentar - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "APARELHO PARA PREPARAR UMA ESPUMA A PARTIR DE UM LÍQUIDO ALIMENTAR" A presente invenção refere-se a um aparelho e a um método para preparar uma espuma a partir de um líquido alimentar, tal como leite e destinados, por exemplo, a ser utilizados no contexto da preparação de bebidas, tais como capuccinos, galões, café latte e macchiato, chocolate quente e outras bebidas quentes especiais. 0 documento DE8915094 refere-se a uma vasilha para leite de grande capacidade para o armazenamento de leite frio num ambiente seguro e limpo. A vasilha de leite pode compreender uma unidade de refrigeração e um agitador accionado magneticamente, descentrado em relação ao centro da vasilha, para misturar leite continuamente durante o armazenamento e, desse modo, assegurar uma temperatura homogénea do liquido no depósito.

As bebidas especiais, nas quais, pelo menos, uma parte é constituída por espuma, estão a tornar-se, cada vez mais, a última moda. A bebida deste tipo mais conhecida é um café do tipo capuccino. Compreende uma parte liquida consistindo em café encimado por uma camada de espuma de leite que, devido à sua muito menor densidade, flutua por cima da superfície do liquido. De um modo geral, a preparação de uma é demorada e exige operações de manuseamento e limpeza. 1 0 modo mais habitual de preparar uma espuma à base de leite é despejar a quantidade desejada de leite no recipiente, imergir um tubo de saída de vapor de uma máquina de café no recipiente e agitá-lo para cima e para baixo para introduzir o ar necessário para formar a espuma.

Uma primeira desvantagem deste método é que implica ter uma máquina de café equipada com uma saída de vapor e nem todas as máquinas o estão.

Outra desvantagem com este tipo de máquina resulta do facto de a qualidade da espuma estar dependente da perícia do utilizador, o que significa que estas máquinas não permitem que a espuma obtida tenha propriedades reprodutíveis e uma qualidade uniforme.

Outra desvantagem resulta do facto de os tubos em contacto com o leite serem difíceis e não muito práticos de limpar.

Também existem aparelhos de agitação mecânica que se destinam, normalmente, à utilização doméstica para produzir espuma por batimento de produtos alimentares mais ou menos viscosos, tais como ovos, gelo, sumos ou semelhantes. 0 problema com estes aparelhos tem vários aspectos o que significa que não estão bem preparados para produzir espuma a partir de um líquido à base de leite para fazer uma bebida. Uma desvantagem, por exemplo, resulta do facto de estes aparelhos agitarem um líquido ou uma pasta no estado frio, limitando consideravelmente a sua utilização potencial. Além disso, o leite não faz espuma de um modo tão convincente quando está frio ou à temperatura ambiente. 2

Outra desvantagem resulta do facto de estes aparelhos não estarem bem preparados para fazer espuma a partir de líquidos microbiologicamente sensíveis, tais como leite. Tem que se prever uma limpeza regular do depósito do aparelho de modo a remover qualquer resíduo alimentar sólido. Além disso, o aquecimento do leite tem tendência a aumentar o grau de depósito ou aderência às superfícies das proteínas cozinhadas ou queimadas. Os aparelhos existentes não estão, na sua maior parte, bem preparados para reduzir a incrustação destes resíduos sólidos o que torna a limpeza problemática.

Estes aparelhos também têm um mecanismo de agitação e accionamento que é fixo e interfere com o depósito e isto apresenta várias desvantagens: o tempo de desmontagem/montagem não é insignificante, têm a tendência de ficar sujos mais rapidamente, implicam custos adicionais em resultado da multiplicidade de componentes e os meios de agitação são difíceis de limpar.

Outra desvantagem com estes aparelhos resulta do facto da formação de espuma nestes aparelhos não ser optimizada por razões associadas com a configuração dos meios de agitação. Alguns aparelhos têm meios de agitação posicionados no meio do depósito. Uma tal configuração não é eficiente para converter rapidamente um volume de líquido à base de leite numa espuma rica.

Outros aparelhos têm vários agitadores. Estas configurações são, de um modo geral, mecânicas com meios de engrenagem necessários para coordenar a rotação dos agitadores e isto faz com que o sistema seja invasivo e, por conseguinte, menos higiénico, aumente o número de peças e faça com que a limpeza 3 seja uma operaçao mais meticulosa. A patente US 6318247 refere-se a um aparelho para preparar bebidas quentes ou alimentos com agitação, tais como, por exemplo, chocolate quente. 0 aparelho compreende um sistema para accionar um agitador do tipo magnético. Apresenta, no entanto, várias desvantagens. Em primeiro lugar, num aparelho destes, o liquido ou espuma é agitado de modo coaxial relativamente ao eixo central do depósito e isto leva a uma circulação na qual algumas camadas de líquido ou espuma, particularmente as camadas periféricas, não são agitadas tão exaustivamente como as outras, particularmente as camadas perto do centro, devido ao efeito de centrifugação produzido pelo agitador. Uma circulação deste tipo não é adequada, por conseguinte, para produzir uma espuma de qualidade suficiente ou para reduzir o tempo necessário para produzir esta espuma. Além disso, a estrutura do aparelho não é higiénica para tratar um líquido à base de leite e a limpeza não é mais fácil com uma construção deste tipo.

Outros dispositivos para agitar produtos alimentares que têm, mais ou menos, as mesmas desvantagens, estão descritos nos documentos de patente WO 2004/043213 AI ou DE 19624648 Al.

Outros sistemas de agitação do tipo de engate magnético estão descritos nos documentos US 2932493, DE 1131372, US 4537332 e US 6712497, mas nenhum destes proporciona soluções adequadas à produção de uma espuma de qualidade em pouco tempo e de um modo higiénico. O modelo de utilidade DE 8915094 refere-se a um recipiente refrigerado para distribuição de uma bebida à base de leite. O recipiente compreende meios de refrigeração e meios de convecção 4 forçada na forma de um rotor magnético. Este dispositivo não está preparado para converter o liquido numa espuma, mas, simplesmente, para manter o líquido, uniformemente, à temperatura de refrigeração para conservação. A patente US 3356349 refere-se a um dispositivo de agitação compreendendo um depósito aquecido, um meio de accionamento magnético posicionado sob o depósito para propulsionar um elemento central localizado no meio do depósito. 0 elemento central está associado com um elemento de agitação que está desalinhado em relação ao elemento central, fazendo com que o elemento tenha um movimento oscilatório. Este princípio de agitação pode criar uma perda no acoplamento magnético devido ao elevado momento de inércia gerado pela posição desalinhada do meio de agitação em relação ao eixo de rotação do meio de accionamento. Este problema aumenta com o aumento da velocidade. Este dispositivo de agitação pode, por conseguinte, servir para agitar determinados líquidos ou outras substâncias a baixa velocidade, mas demonstrou estar mal preparado para converter líquido numa espuma com uma velocidade suficientemente elevada. A propósito, o documento não faz menção à conversão de um líquido numa espuma utilizando este dispositivo. É, por conseguinte, um objectivo principal da invenção mitigar as desvantagens da técnica anterior ao propor um aparelho melhor preparado para a produção de espuma a partir de um líquido alimentar à base de leite, particularmente para produzir uma bebida.

Um objectivo da invenção é, por conseguinte, proporcionar um aparelho que tenha uma concepção mais higiénica, possa ser limpo facilmente e seja fácil de utilizar. 5

Outro objectivo da invenção é proporcionar um aparelho que produza uma espuma com propriedades e qualidades reprodutíveis com um tempo de preparação o mais curto possível.

Outro objectivo da invenção é simplificar o método de preparação ao limitar o grau de intervenção de utilizador.

Outro objectivo da invenção é proporcionar um aparelho que seja económico em termos de utilização.

Para esta finalidade, a invenção refere-se a um aparelho para preparar espuma a partir de um líquido à base de leite de acordo com a reivindicação 1.

Um melhoramento no aparelho resulta do facto de o meio de accionamento e o agitador estarem configurados de modo a que o agitador seja accionado, através de um efeito de accionamento magnético, pelo meio de accionamento sem a interposição de um elemento de ligação mecânico através da parede.

Um dos princípios da invenção baseia-se, na prática, no facto de o aparelho estar destinado a receber e processar um líquido alimentar que se torna a depositar rapidamente nas paredes do depósito, particularmente quando aquecido e, desse modo, o sistema pretendido para accionar o agitador não é intrusivo e, por conseguinte, é mais higiénico e mais simples.

Outra característica é a existência de meios de perturbação para interromper ou impedir uma circulação de líquido que é simétrica e mais ou menos coaxial em torno do eixo vertical mediano do depósito. Uma configuração deste tipo assegura que a circulação de fluido no depósito é suficientemente perturbada, 6 reduzindo, assim, o tempo necessário para produzir a espuma e dando origem a uma proporção espuma/líquido mais elevada. Uma configuração deste tipo possibilita obter resultados utilizando o sistema não intrusivo da invenção e, por conseguinte, com apenas um agitador, simplificando, assim, em grande medida, o aparelho e reduzindo o seu custo.

Meios de aquecimento são posicionados em associação com o depósito para aquecer o liquido no depósito. Meios de aquecimento permitem que o liquido e a espuma sejam aquecidos ao mesmo tempo que a espuma está a ser produzida.

De acordo com uma forma de realização da invenção, o aparelho compreende um meio de accionamento que gera, pelo menos, um campo magnético descentrado em relação ao eixo vertical mediano do depósito. Um campo magnético descentrado deste tipo age como meio de perturbação ao accionar o agitador descentrado em relação ao meio do depósito. Assim, como um resultado da posição descentrada do agitador, as camadas coaxiais ao eixo do agitador de liquido, espuma ou liquido/espuma são agitadas através de um efeito de centrifugação com uma configuração assimétrica.

Um tal meio desse tipo é não intrusivo, o que significa que não é necessário qualquer elemento de transmissão através do depósito para ligar o meio de accionamento ao agitador ou para ligar ou guiar o agitador em relação ao depósito, o que torna, assim, o aparelho mais higiénico e mais fácil de limpar.

Um elemento de posicionamento de agitador também está configurado para posicionar o agitador, engatado no referido meio de accionamento, ao longo de um eixo de rotação que está 7 descentrado em relação ao eixo vertical mediano do depósito para que o agitador, quando accionado de modo rotacional, produza uma circulação não coaxial do liquido em relação ao referido eixo vertical mediano. Um elemento de posicionamento assegura que o agitador está na posição correcta, localmente, no campo magnético assim definido. Impede que o agitador saia do campo antes, durante ou depois da operação de agitação. Indica ao utilizador, de um modo simples, a posição do agitador e a sua desmontagem/montagem não é especial. Além disso, quando o conteúdo do depósito é esvaziado, o efeito magnético criado entre o agitador e o meio de accionamento mantém o agitador na posição devida no depósito.

Numa forma de realização, o elemento de posicionamento é um relevo formado na superfície do depósito e tem, pelo menos, uma forma que, mais ou menos, complementa o agitador, o agitador pode, assim, engatar-se no referido relevo ou reentrância. Pode proporcionar-se uma folga suficiente para permitir que o agitador seja propulsionado de modo rotativo sem fricção excessiva. Em alternativa, podem proporcionar-se superfícies constituídas por materiais com baixos coeficientes de fricção.

Desse modo, o agitador é colocado na posição simplesmente pelo simples engate de formas sem exigir nenhuma ferramenta especial. 0 agitador pode estar livre ou ser ligado por meios de ligação, de um modo preferido, do tipo de acoplamento rápido. 0 relevo ou reentrância e o fundo do depósito formam, em conjunto, uma parede completa. Assim, não há necessidade de recorrer a elementos de vedação, reduzindo, assim, a complexidade e tornando o aparelho mais higiénico. Considera-se que o fundo do depósito significa toda a parte de fundo do depósito, formando, mais ou menos, toda a largura do depósito nesta parte. 0 relevo é, por exemplo, proporcionado na parede propriamente dita do depósito como um entalhe interior do depósito, produzindo, por conseguinte, no exterior, uma reentrância nesta parede. A reentrância assim formada no exterior do depósito pode, por conseguinte, servir para alojar a parte de accionamento magnético do meio de accionamento para que o agitador seja mantido na posição devida, em elevação e a alguma distância do fundo do depósito, melhorando, assim, o efeito de agitação comparativamente com uma posição de agitador adjacente ao fundo do depósito. De um modo preferido, o agitador é um elemento anelar que se encaixa em torno de um relevo no depósito.

Numa variante possível, o meio de posicionamento pode ser uma reentrância na superfície interna do depósito, na qual o agitador é parcialmente posicionado.

Em qualquer caso, o meio de posicionamento serve, assim, para efectuar o posicionamento ao longo do eixo horizontal e ao longo do eixo vertical no depósito. Também serve para guiar o agitador e impede que este último se afaste acidentalmente do campo magnético durante a operação de agitação. 0 agitador pode adoptar várias configurações. Numa destas, o agitador tem uma forma anelar com uma fenda central encaixada no relevo, agindo como um meio de posicionamento, sobressaindo o referido relevo do fundo do depósito e tem, pelo menos, uma parte controlada magneticamente posicionada junto da periferia da referida fenda central. Uma configuração deste tipo é eficaz 9 porque permite que o agitador seja facilmente encaixado no depósito. Além disso, permite que o agitador seja mantido afastado por uma determinada distância do fundo do depósito, o que encoraja uma boa formação de espuma.

Numa forma de realização, o meio de accionamento compreende uma parte de accionamento magnético que se engata no lado externo do depósito e no interior do referido relevo. A parte de accionamento magnético colabora, assim, com, pelo menos, a referida parte controlada magneticamente do agitador. A parte de accionamento magnético é, assim, levada a rodar por um veio associado com um motor eléctrico. A colaboração magnética entre o elemento de accionamento e o agitador é, por conseguinte, mais próxima, reduzindo os riscos de separação ou de accionamento defeituoso, mesmo a velocidade elevada.

Numa configuração do agitador, este último tem uma parte periférica possuindo elementos de agitação.

Os elementos de agitação podem, assim, consistir em um ou vários dos elementos seguintes: espiras com forma toroidal, ventoinhas, pás, grelhas ou agulhas. Alguns elementos podem ser mais eficazes que outros, por exemplo, de acordo com a natureza do liquido.

Numa forma de realização preferida, o depósito é cilíndrico ou mais ou menos cilíndrico. No entanto, numa possível variante da invenção, o meio de perturbação para impedir ou interromper um movimento coaxial do fluido no depósito compreende um depósito cuja configuração não é cilíndrica em relação ao eixo vertical mediano. 0 depósito pode adoptar inúmeras formas diferentes sem se afastar do âmbito da invenção. 10

Numa forma de realização possível, o meio de perturbação compreende paredes e/ou outros obstáculos estendidos em relevo para dentro do depósito de um modo descentrado em relação ao eixo vertical mediano. Assim, estes elementos formam meios que interrompem qualquer movimento circulatório meramente coaxial do fluido no depósito. Estes elementos podem, por exemplo, ser aletas ou outros obstáculos estendidos, de modo radial e horizontal e/ou vertical, na direcção do interior do depósito. De um modo preferido, estes elementos são formados como parte integrante ou como uma única peça com o resto do depósito.

Noutra forma de realização, o meio de perturbação compreende um meio de controlo programado para comutar a direcção de rotação do agitador várias vezes durante a formação do líquido em espuma. Especificamente, numa configuração de rotação simétrica do agitador no depósito, se se mantiver apenas uma direcção de rotação, o conteúdo (líquido e espuma) desloca-se em torno do depósito, de um modo concêntrico em relação ao agitador, e as várias camadas com a mesma velocidade deslocam-se sempre ao longo do mesmo raio e, por conseguinte, não se misturam para criar espuma. 0 efeito resultante é a paragem de formação de espuma. Para evitar este problema, prevê-se, por conseguinte, uma agitação descontínua para que o efeito de centrifugação supracitado seja interrompido a intervalos regulares ou irregulares. Estas interrupções regulares na direcção de rotação que têm, de um modo preferido, uma frequência na ordem de 0,3 a 1 Hz, permitem, assim, que a mistura líquido-espuma torne a cair e torne a entrar em contacto com o agitador de modo a tornar a ser misturada logo que a agitação retome o seu movimento na direcção oposta. 11

De acordo com um aspecto da invenção, o depósito tem, na parte concebida para conter o liquido, uma superfície sem linha de junção ou ligação entre duas partes e sem qualquer linha de demarcação de um orificio. Especificamente, um liquido, tal como leite, tende a sujar muito rapidamente qualquer zona aberta pelo depósito de sólidos. Este fenómeno é acentuado se o liquido for aquecido, tendendo o liquido, depois, a formar uma camada de tipo mais ou menos cozida ou queimada que é, por conseguinte, difícil de remover. Ao evitar estas áreas que encorajam a acumulação de sólidos, reduzem-se os riscos higiénicos e a limpeza torna-se mais fácil. Assim, e de um modo preferido, o depósito compreende uma superfície para receber o líquido que é uma peça completa. 0 depósito pode, assim, ser formado por vários elementos soldados entre si, mas que, em última análise, formam uma peça completa.

Para encorajar a formação de espuma, reduzindo, simultaneamente, o tempo de agitação, proporcionam-se meios de aquecimento para aquecer o líquido na câmara durante a agitação. Estes meios de aquecimento são, de um modo preferido, meios para aquecer directamente o depósito. Numa forma de realização, são elementos resistivos electricamente isolados em contacto com, pelo menos, o fundo do depósito. Os elementos podem ser escolhidos de: pelo menos, um circuito de aquecimento do tipo "película espessa" em contacto com uma superfície externa do depósito, ou elementos resistivos de aquecimento do tipo resistência blindada em contacto com a superfície do depósito. 12

Outros elementos de aquecimento podem ser: - meios de aquecimento por indução ou por infravermelhos, ou - uma combinação destes meios com elementos resistivos de aquecimento.

Numa forma de realização preferida, os meios de aquecimento compreendem um circuito de aquecimento do tipo "película espessa", electricamente isolado, impresso directamente na superfície externa do fundo do depósito. Esta configuração possibilita aumentar a densidade de potência sobre a superfície de depósito e, por conseguinte, diminuir o tempo que se leva a produzir a espuma, porque o líquido atinge mais rapidamente a temperatura óptima de formação de espuma e tudo isto é conseguido enquanto, ao mesmo tempo, se evita a aderência devido a uma melhor distribuição da potência.

De modo a proporcionar um dispositivo que seja conveniente em termos de utilização e que não exija qualquer perícia particular ou vigilância por parte do utilizador, o meio de controlo está preparado para cortar automaticamente a energia eléctrica para os meios de aquecimento e para o motor eléctrico de acordo com um esquema predefinido. Mais particularmente, o meio de controlo compreende um sensor de temperatura associado aos meios de aquecimento, em que o meio de controlo está configurado para cortar a alimentação eléctrica dos meios de aquecimento a uma temperatura de referência que é determinada para que o líquido seja aquecido abaixo do seu ponto de ebulição e durante um tempo predefinido. 0 esquema predefinido armazenado no meio de controlo é determinado pela natureza do líquido (e. g., leite) e pelo volume do líquido que pode ser armazenado no 13 depósito; i. e., o volume do depósito e a utilização de uma eventual marca de enchimento no depósito para indicar, ao utilizador o nível de enchimento do líquido de modo a obter um volume de espuma com uma óptima qualidade de acordo com o esquema predefinido. 0 aparelho de acordo com a invenção pode compreender, de um modo vantajoso, um conjunto de ligação eléctrico sem fios que permite que a base e o depósito, por um lado, sejam ligados a, por outro lado, um suporte de base de alimentação eléctrica que pode estar ligado à rede pública. Assim, a base e o depósito fazendo parte de uma unidade de formação de espuma podem ser movimentados para enchimento, manutenção e limpeza. Para isso, o conjunto de ligação sem fios compreende um primeiro conector preso ao fundo da base e um segundo conector preso ao suporte de base de alimentação eléctrica, estando os dois conectores conectados um ao outro, electricamente, de modo a alimentar os meios eléctricos da base, enquanto a base está colocada no suporte de base.

Divulga-se, ainda, um aparelho para preparar uma espuma a partir de um líquido à base de leite, compreendendo: um depósito para receber o líquido que serve para a preparação de espuma e em cujo líquido se posiciona um agitador rotativo, uma base associada com o depósito; um sistema para accionar o agitador; caracterizado por o agitador estar configurado para ser 14 accionado e retido magneticamente no depósito pelo sistema de accionamento de agitador; e por compreender uma unidade de formação de espuma sem fios que é amovível em relação a uma unidade de alimentação eléctrica.

Assim, uma vantagem deste aparelho está associada com a mobilidade da unidade de formação de espuma que é obtida pela combinação de um meio de accionamento magnético e de uma alimentação eléctrica sem fios. Uma tal combinação de meios deste tipo, facilita a função de distribuição de espuma quando, por exemplo, a espuma é despejada para uma caneca para preparar um capuccino. Neste caso, o agitador também fica retido no depósito por um efeito magnético e não cai e não necessita de ser retirado do depósito enquanto se serve a espuma. Os elementos magnéticos também estão configurados (dimensionamento, posição, tamanho, etc.) para que o agitador seja mantido no depósito sem o risco de cair quando o depósito é inclinado, com a sua abertura na posição mais baixa, para despejar a espuma.

Divulga-se, ainda, um método para preparar uma espuma a partir de um líquido à base de leite num aparelho compreendendo: - um depósito para receber o líquido que serve para a preparação de espuma e em cujo líquido se posiciona um agitador rotativo, um meio para accionar o agitador, um meio de alimentação eléctrica para alimentar o meio de accionamento rotativo, 15 caracterizado por consistir, inter alia, no accionamento do agitador através de um efeito de accionamento magnético, de modo assimétrico em relação ao eixo vertical mediano do depósito e sem a presença de um elemento de ligação de agitador intrusivo através do depósito.

De um modo preferido, o método implica o aquecimento do liquido no depósito durante a agitação. 0 aquecimento é efectuado, de um modo preferido, pela aplicação directa e distribuída de elementos de aquecimento sobre a superfície externa do depósito. A distribuição dos elementos de aquecimento produz, de um modo preferido, uma densidade de potência eléctrica média, na superfície aquecida, compreendida entre 15 e 25 watts por cm2 da área aquecida. A área da superfície aquecida total coberta pelos elementos de aquecimento também é, de um modo preferido, pelo menos 40%, de um modo preferido, entre 40 e 60% desta área. Uma aplicação directa associada com uma distribuição de energia dos elementos de aquecimento, como sugerido, possibilita a obtenção mais rápida de uma espuma quente no depósito, ao mesmo tempo que, simultaneamente, se reduz o risco de aderência de resíduos sólidos ao fundo do depósito. Isto leva à formação de uma espuma estável e quente, ao mesmo tempo que, simultaneamente, se minimiza a existência de resíduos sólidos nas paredes do depósito e, por conseguinte, se faz com que o aparelho seja mais fácil de limpar. A aplicação de um método deste tipo é particularmente apropriada para a preparação de bebidas, tais como cappuccinos, em combinação com ou incorporada numa máquina de café. 16

Breve descrição das figuras A FIG. 1 mostra uma vista em perspectiva do aparelho de acordo com a invenção; A FIG. 2 mostra uma vista em corte segundo A-A do aparelho da Figura 1; A FIG. 3 mostra uma vista em perspectiva em corte segundo A-A do aparelho da Figura 1; A FIG. 4 mostra uma vista em perspectiva e em corte segundo A-A de parte do aparelho, particularmente do depósito e da base, isoladamente; A FIG. 5 mostra o agitador do aparelho; A FIG. 6 mostra o agitador em corte; A FIG. 7 mostra os meios de aquecimento directo associados com o fundo do depósito do aparelho; A FIG. 8 mostra uma vista em planta de uma variante da forma do depósito com o seu agitador; A FIG. 9 mostra uma vista em planta de uma variante do depósito com relevos para perturbar a circulação do fluido; A FIG. 10 mostra uma vista em corte segundo B-B de uma variante do depósito da FIG. 9. 17

Descrição pormenorizada das figuras

No que se refere à Fig. 1, representa-se um aparelho para preparar uma espuma de leite. Um aparelho como este é utilizado para produzir espuma a partir de um liquido alimentar que tem a propriedade de emulsionar sob o efeito combinado de agitação mecânica e calor, por exemplo, um produto lácteo, tal como leite fresco, leite pasteurizado ou UHT, leite magro, leite meio-gordo ou leite gordo, um leite reconstituído a partir de pó e água ou de um concentrado de leite e água ou, em alternativa, uma mistura de leite com qualquer outro ingrediente, tal como café. 0 aparelho 1 de acordo com a invenção compreende uma unidade 2 de formação de espuma sem fios e uma unidade 3 de base eléctrica à qual a unidade 2 de formação de espuma é electricamente conectada ao, simplesmente, colocá-la sobre a última. A unidade 3 de base eléctrica é alimentada com corrente eléctrica da rede pública por um fio 30 condutor. A unidade 2 de formação de espuma sem fios compreende, por um lado, uma pega 28 para poder ser manuseada facilmente, tal como para ser levantada, esvaziada do seu conteúdo após a formação de espuma ou para ser limpa depois de esvaziada do seu conteúdo. A unidade compreende uma base 20, na qual está montada a pega 28, sendo a base fechada por uma tampa 22 amovível. Esta última protege o interior, por exemplo, de poeiras provenientes do exterior e protege o exterior do interior, impedindo, particularmente, que qualquer líquido ou espuma espirre para fora quando a unidade é activada durante a operação de agitação. O aparelho irá, agora, ser descrito em mais detalhe, fazendo referência às Figuras 2 e 3. A unidade 2 de formação de espuma compreende a base 20 na qual está montado um depósito 21. 18 0 depósito 21 recebe o líquido que se pretende aquecer e agitar para formar espuma. Tem que ser estanque e com uma capacidade adequada ao volume de espuma a produzir. De um modo geral, um aparelho como este é concebido para produzir espuma de leite com um volume que varia de 50 a 100 cm3, apto a servir espuma de leite para uma a três bebidas do tipo capuccino. No entanto, pode prever-se um depósito com uma capacidade superior de acordo com a necessidade. Obviamente, o aparelho da invenção também pode ser utilizado para produzir um líquido quente quando a operação de agitação é eliminada ou os meios para executar esta operação são desactivados.

No interior (INT) do depósito está posicionado um agitador 4. Um meio 5 de accionamento do agitador 4 está, por sua parte, posicionado no exterior (EXT) do depósito, de um modo preferido, no espaço entre o depósito e o interior da base 20. O agitador 4 e o meio 5 de accionamento estão posicionados relativamente um ao outro de modo a criar uma agitação forçada do líquido no interior do depósito sem a utilização de um meio intrusivo que atravessasse o depósito. Para isso, o agitador e o seu meio de accionamento são do tipo magnético, o que significa que o meio 5 de accionamento gera um campo magnético rotativo que propulsiona o agitador, ele próprio equipado com um meio controlado pelo campo magnético. O meio magnético está posicionado de modo desalinhado em relação ao eixo "I" central do depósito para que o agitador seja rodado, fazendo, assim, circular o líquido ou espuma de um modo que não é coaxial com o eixo mediano central do depósito. De facto, com uma configuração deste tipo, o líquido e, depois, a espuma tendem a circular mais ou menos, produzindo um cone assimétrico mais ou menos centrado no centro do agitador. Isto permite evitar a formação de camadas de velocidade constante que continuam a circular com o mesmo raio 19 e, por conseguinte, não se misturam umas com as outras. As camadas, pelo contrário, misturam-se umas com as outras porque, no mesmo raio, as camadas circulam a velocidades diferentes; em particular, para um dado raio, as camadas circulam a velocidades mais elevadas no lado onde o agitador está mais afastado da margem do depósito e a velocidades inferiores no lado onde o agitador está mais perto da margem. Isto encoraja todo o liquido ou espuma a circular no interior do depósito, impede a estagnação de camadas de liquido ou espuma e, assim, reduz as áreas onde não ocorre, ou ocorre pouca, agitação.

Para garantir rotação controlada do agitador no depósito sem o risco deste último se movimentar e, por conseguinte, evitar perda de controlo do campo magnético, um meio 6 de posicionamento do agitador é proporcionado no fundo 210 do depósito. O meio de posicionamento fica, assim, posicionado de modo excêntrico no depósito, mas relacionado com a posição do campo magnético de modo a permitir que o agitador seja propulsionado de modo rotativo. No caso ilustrado, o meio 6 de posicionamento é um relevo formado na parede do depósito e em torno do qual o agitador 4 é guiado em termos de rotação sem excesso de fricção. O meio de posicionamento poderia ter outras configurações e poderia, por exemplo, ser uma reentrância, no interior da qual se insere, então, parte do agitador.

Uma vantagem de um meio de accionamento não intrusivo é que, é possível, construir um depósito no qual a parte de recepção de líquido e, pelo menos, o seu fundo, não compreende qualquer linha de junção ou ligação descontínua ou linha de demarcação de orifícios ou semelhante que possam criar áreas que apresentem um potencial problema de higiene e/ou áreas que sejam difíceis de limpar ou lavar. Assim, a superfície de recepção de 20 líquido do depósito é, de um modo preferido, formada como uma peça completa. Abrangido pela invenção, não se considera que soldaduras formando uma costura contínua entre dois elementos, por exemplo, sejam linhas de junção ou ligações descontínuas. Pelo contrário, considera-se que uma junção utilizando parafusos, rebites ou um encaixe embutido é uma união ou ligação descontínua passível de colocar problemas de higiene. Em particular, podem surgir problemas de limpeza se resíduos alimentares sólidos puderem ficar embebidos e assentarem em interstícios da união. 0 depósito 21, constituído pelas suas superfícies 211 elevadas e o seu fundo 210, por conseguinte, formam uma superfície de contacto com o líquido que é substancialmente uniforme, sem áreas que encorajem a fixação de matéria alimentar sólida, tal como proteína ou semelhante. Um depósito deste tipo pode ser fabricado em metal que é um bom condutor de calor, tal como aço inoxidável, cobre ou alumínio. Pode, por exemplo, ser moldado como uma única peça. Na construção ilustrada na Fig. 4, o depósito 21 está ligado às margens 200 da base pelas suas margens 230 de topo por um qualquer meio de ligação apropriado, tal como soldadura, brasagem, colagem ou grampeamento. O depósito, por si só, pode ser montado de modo amovível em relação à base para poder ser facilmente removido para ser limpo num lava-loiça. A tampa 22 está ligada ao depósito como um encaixe à pressão por meio de uma margem 220 de engate e uma junta 221 elastomérica ou plástica deformável. São possíveis outros meios para fechar a tampa 22, tais como fixação por parafusos ou grampeamento elástico.

Para propulsionar o agitador, o meio 5 de accionamento está configurado para gerar um campo magnético que atravessa o meio 6 de posicionamento que forma o relevo 60 no interior (INT) do 21 depósito. Para isso, o meio 5 de accionamento compreende uma parte 50 de accionamento magnético alojada na parte formando um recesso ou entalhe 61 quando vista do exterior (EXT) do depósito. Esta parte de accionamento magnético compreende, assim, um ou vários elementos 500 fabricados em material ferromagnético. A parte 50 de accionamento magnético é, ela própria, levada a efectuar uma rotação directa por um veio 51 de accionamento conectado a um motor 52 eléctrico alinhado na vertical com o meio 6 de posicionamento. De modo a obter resultados vantajosos em termos de produção de espuma, a velocidade de rotação do agitador é controlada de modo a atingir, pelo menos, 1500 revoluções/min. De um modo preferido, a velocidade atinge, pelo menos, 1650 revoluções/min e, ainda, de um modo mais preferido, entre 1800 e 2500 rpm.

Como mostrado pelas FIGs. 5 e 6, o agitador 4, de acordo com uma forma de realização da invenção, tem uma forma genericamente anelar que lhe permite encaixar-se livremente em torno do meio de posicionamento formando relevo. O relevo tem, de um modo preferido, a forma de um cilindro. O agitador 4 está, assim, equipado com uma fenda 40 central com uma forma complementar e tem um diâmetro D interior ligeiramente superior ao diâmetro D0 exterior da superfície externa do relevo 60. Os diâmetros são, assim, determinados relativamente um ao outro de modo a permitir rotação sem excesso de fricção ou, pelo menos, com o mínimo de fricção, garantindo, ao mesmo tempo, uma conexão magnética efectiva com o meio de accionamento. O agitador compreende, pelo menos, uma parte controlada magneticamente que possui elementos fabricados em material ferromagnético, tais como um par de imanes 41, 42, que estão alojados num suporte 43 plástico que pode ser moldado por injecção em torno dos imanes ou montado por várias partes 430, 431 por grampeamento, colagem 22 ou qualquer outro meio. 0 agitador possui uma parte 44 externa ou periférica que compreende os efectivos elementos de agitação propriamente ditos. Na forma de realização representada, estes elementos são formados por uma série de espiras 45 de fio com a forma genérica de um toro. Para não se deformarem, as espiras 45 são mantidas no lugar por um elemento 46 de reforço anelar interno. Quando é colocado a rodar, este elemento produz uma rápida emulsão do liquido, particularmente leite, especialmente quando as temperaturas de formação de espuma são obtidas simultaneamente.

No entanto, outras configurações equivalentes dos elementos de agitação podem substituir a representada. Estas podem, por exemplo, envolver ventoinhas, pás, grelhas ou agulhas ou, ainda, outros.

Assim, quando o motor é alimentado electricamente, o seu veio acciona, de modo rotativo, a parte 50 de accionamento magnético e isto cria um campo magnético rotativo local colaborante com os imanes 41, 42 e, isto, consequentemente, faz com que o agitador rode em torno do relevo. A velocidade rotacional do agitador é, assim, regulada com a velocidade rotacional do veio do motor.

De acordo com um aspecto da invenção, proporcionam-se meios de aquecimento para aquecer o depósito durante a agitação. O aquecimento facilita a produção de espuma e reduz consideravelmente o tempo de agitação. A espuma também é, de um modo preferido, servida quente, particularmente quando se destina a bebidas quentes, tais como capuccinos. Para isso, numa forma de realização da invenção, proporcionam-se meios para aquecimento directo do depósito. Deve compreender-se que meios 23 de aquecimento directo significam meios de aquecimento de tipo resistivo ou equivalente, isolados electricamente, mas associados directamente de modo térmico com a superfície do depósito. Numa forma de realização da invenção, os meios de aquecimento directo compreendem um circuito de aquecimento do tipo "película espessa" impresso directamente na superfície externa do depósito, de um modo preferido, na superfície externa do fundo do depósito. A vantagem desta tecnologia é que proporciona uma boa distribuição da potência transmitida ao depósito (ou seja, por conseguinte, uma maior densidade em Watts por centímetro quadrado). Consequentemente, impede-se que o líquido adira à superfície do depósito, garantindo, ao mesmo tempo, uma transmissão excelente de calor para o líquido. A FIG. 7 ilustra um exemplo de um tipo de circuito de aquecimento impresso deste tipo. Numa forma de realização possível, um circuito estende-se sobre praticamente todo o fundo do depósito (por exemplo, como na forma de realização da FIG. 7) . Noutra forma de realização possível, um circuito estende-se sobre o fundo e paredes laterais do depósito. Noutra forma de realização possível, proporcionam-se vários circuitos, estando, pelo menos, um deles no fundo e, pelo menos um, nos lados do depósito.

0 circuito 7, como representado, por conseguinte, compreende uma camada 70 de isolamento associada com a superfície externa da superfície aquecida do depósito e uma faixa 71 de aquecimento resistiva impressa que, em funcionamento, está virada para baixo. A faixa 71 está preparada para gerar uma potência total de cerca de 250 a 1200 Watts, de um modo preferido, 400 Watts, aplicada à superfície aquecida. A sua densidade de potência eléctrica média em relação à superfície aquecida ou circuito 7 vale, assim, entre 5 e 30 Watts por cm2, de um modo preferido, entre 15 e 25 Watts por cm2. A faixa 71 cobre, de um modo preferido, pelo menos, 40% da superfície aquecida e, de um modo mais preferido, cobre mais do que 50% da mesma, de modo a dar origem a uma distribuição adequada da potência total sobre a superfície aquecida, impedindo, assim, a aderência do leite e a passagem da superfície interna do depósito para uma cor acastanhada. A densidade média é calculada utilizando a fórmula: densidade média = potência eléctrica total/área superficial total (7).

Os contactos 72, 73, 74 eléctricos estão situados nas extremidades das faixas para proporcionar as conexões eléctricas para o circuito. De acordo com um aspecto da invenção, os contactos eléctricos são três, associados com três extremidades; assim, há um contacto 72 associado com a fase neutra, um contacto 73 associado com a fase sob tensão e, finalmente, um terceiro contacto 74 conectado ao motor eléctrico de baixa tensão para alimentar este último com a tensão requerida (por exemplo: 8,2 volts no exemplo mostrado). Esta configuração possibilita o funcionamento do motor sem a utilização de um transformador e, por conseguinte, permite a diminuição do custo e complexidade do sistema. Numa forma de realização possível, o circuito de aquecimento impresso compreende uma placa de reforço metálica intermédia separando a camada de isolamento do fundo do depósito. Neste caso, a placa de reforço é tão fina quanto possível, de um modo preferido, com 1 mm de espessura ou menos.

Uma placa de reforço separada do fundo pode ser necessária numa forma de realização na qual, o depósito é montado de modo amovível em relação à base. No entanto, numa forma de realização na qual o depósito está montado de modo permanente, o circuito 25 é, de um modo preferido, directamente impresso no depósito.

Outras tecnologias podem substituir um circuito de aquecimento do tipo "película espessa", por exemplo, resistências blindadas. No entanto, esta tecnologia é menos preferida porque a transmissão de potência não se faz sobre uma área superficial de grandes dimensões (mas, de um modo geral, segundo uma simples geratriz) e exige uma operação de brasagem adicional da resistência directamente na superfície do depósito. Consequentemente, de modo a transmitir a mesma potência, a resistência tem que ser sobreaquecida e isto cria áreas nas quais o leite tende a aderir, localmente, à superfície do depósito. Outros meios de aquecimento compreendem aquecimento por indução ou aquecimento por infravermelhos. Estes meios podem ser combinados ou empregues em vez dos meios resistivos.

Numa forma de realização da invenção, proporciona-se um sensor de temperatura para medir a temperatura do depósito. 0 sensor pode ser fixo ao contacto 75 isolado do circuito 7 de "película espessa", de um modo preferido, perto do centro do fundo do depósito. 0 sensor pode ser do tipo NTC conectado a um controlador 8 electrónico. 0 sensor pode também ser um sensor simples do tipo tira bimetálica, que é menos preciso e menos repetível, mas não exige circuitos de controlo electrónicos associados. Os contactores dos meios de aquecimento estão, eles próprios, conectados electricamente ao controlador 8 por lâminas, fios e/ou outros meios. Quando a temperatura atinge uma dada temperatura de referência, o controlador corta o circuito de alimentação eléctrica dos meios de aquecimento. A temperatura de referência é determinada de modo a que o líquido seja aquecido até um valor abaixo do seu ponto de ebulição, de um modo preferido, num intervalo de temperaturas que seja óptimo 26 para transformar o líquido em espuma. No caso de leite, por exemplo, a temperatura do líquido é levada até uma temperatura de entre 60 e 80 °C em menos de 40 segundos, de um modo preferido, entre 65 e 75 °C em cerca de 30 segundos. Obviamente, a dinâmica da subida de temperatura está parcialmente dependente de factores, tais como o volume a aquecer e a temperatura inicial do líquido. A base compreende um botão 80 de "ligação" que o utilizador pode accionar. Quando este botão é premido ou activado por qualquer outro meio, liga conjuntamente a alimentação eléctrica aos meios de aquecimento e a alimentação eléctrica ao motor eléctrico para rodar o agitador. Assim, o liquido é directamente aquecido e agitado ao mesmo tempo. Um temporizador está associado ao meio de controlo para desligar automaticamente o motor eléctrico. O período de funcionamento do motor eléctrico está programado no meio de controlo em função do líquido a transformar em espuma e do seu volume. Para o leite, o período de funcionamento é fixo de acordo com um período que varia de cerca de 30 a 60 segundos. De um modo preferido, o depósito compreende uma marca de enchimento para indicar visualmente ao utilizador a quantidade de líquido a colocar no depósito. A marca de enchimento corresponde a um nível predeterminado de líquido a transformar em espuma e ao período de funcionamento programado adaptado para produzir a espuma optimizada. Por exemplo, um volume de cerca de 50 mL de leite pode, assim, ser convertido numa espuma estável a 75 °C em menos de 30 segundos.

A unidade 2 de formação de espuma sem fios e a unidade 3 de base eléctrica estão conectadas por um conjunto 9 de conectores genéricos conhecidos como conectores "sem fios". Um primeiro conector está conectado à parte inferior central da base 20. O 27 primeiro conector está conectado electricamente aos elementos eléctricos e elementos de controlo da unidade de formação de espuma, particularmente o controlador, o motor eléctrico e os meios de aquecimento. Um segundo conector de forma complementar está associado à unidade de base eléctrica que pode ser conectada à rede pública pelo fio condutor eléctrico. 0 primeiro conector 90 compreende terminais eléctricos, tipicamente um neutro, um sob tensão e uma terra, dispostos de modo concêntrico e que podem colaborar com tomadas eléctricas do segundo conector 91. O primeiro e segundo conectores estão configurados em termos das suas formas para colaborar quando engatados um no outro simplesmente pela colocação da unidade de formação de espuma na vertical (ou mais ou menos na vertical) na unidade de base eléctrica para que os terminais eléctricos (sob tensão, neutro, terra) do primeiro conector 90 se conecte em contacto com as respectivas tomadas eléctricas (sob tensão, neutro, terra) do segundo conector 91. Um exemplo de um conjunto de conectores deste tipo que é conhecido per se é descrito, de modo pormenorizado, na patente US 5971810. A vantagem de um sistema destes é que, na aplicação da invenção, permite que a unidade de formação de espuma seja facilmente desconectada para que a espuma possa ser servida e o depósito possa ser limpo. Também permite que um depósito seja concebido de modo a estar equipado com meios de aquecimento directamente associados com os meios de aquecimento, para um melhor rendimento do aquecimento e, por conseguinte, um menor tempo de preparação de espuma. Podem utilizar-se outros tipos conhecidos possíveis de um conector sem fios como meios equivalentes sem divergir do âmbito da invenção. 28 A FIG. 8 representa uma forma de realização na qual o depósito não é cilíndrico relativamente ao eixo I vertical. Neste exemplo, o depósito 21 tem uma forma alongada com dois primeiros lados 215, 216 convexos e dois segundos lados 217, 218 côncavos, formando um ângulo de 90° relativamente aos primeiros lados. O agitador 4 e o meio 6 de posicionamento irão, então, ser posicionados no meio do depósito como ilustrado ou, em alternativa, podem estar descentrados. A forma do depósito é tal que produz uma circulação perturbada do líquido e da espuma, encorajando, assim, a rápida criação de espuma e reduzindo qualquer possível volume de líquido restante.

As FIGs. 9 e 10 ilustram outra forma de realização, em que, nessa forma de realização, o depósito 21 tem paredes e/ou obstáculos estendidos como relevos e desalinhados em relação ao eixo I mediano vertical. Em particular, no exemplo ilustrado, uma pluralidade de saliências 212 para perturbar a circulação de fluido estão presentes no fundo e, equivalentes 213 nos lados do depósito. Estas paredes estendem-se de modo mais ou menos radial e ao longo de apenas algumas partes do depósito. Estão, de um modo preferido, desalinhadas para encorajar o fluido no depósito a escoar-se segundo um percurso sinuoso. É óbvio que inúmeras configurações diferentes e equivalentes estão abrangidas pela competência do especialista na técnica sem, desse modo, divergirem do âmbito da invenção definida pelas reivindicações apensas.

Lisboa, 4 de Junho de 2010 29

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho (1) para preparar uma espuma a partir de um líquido à base de leite ou leite, compreendendo: - um depósito (21) para receber o líquido a transformar em espuma, líquido no qual se posiciona um agitador rotativo, - uma base (20) associada com o depósito; - um meio (5) para accionar o agitador; compreendendo ainda o aparelho um meio de alimentação eléctrica para alimentar electricamente o meio de accionamento; em que se proporcionam meios de perturbação para interromper ou impedir uma circulação simétrica ou coaxial do líquido em torno do eixo vertical mediano do depósito, em que um elemento (6) de posicionamento de agitador está configurado para posicionar o agitador (4), engatado no referido meio de accionamento, ao longo de um eixo de rotação descentrado em relação ao eixo (I) vertical mediano do depósito para que o agitador (4), quando accionado de modo rotativo em torno do referido eixo de rotação descentrado, dê origem a uma circulação não coaxial do líquido em relação ao referido eixo (I) vertical mediano; em que o meio (5) de accionamento e o agitador estão configurados de modo a que o agitador seja accionado através 1 de um efeito de accionamento magnético sem a interferência de um elemento de ligação mecânico através da parede do depósito, caracterizado por compreender meios de aquecimento associados com o depósito para aquecer o liquido no depósito e um meio de controlo para activar os meios de aquecimento durante a agitação e por o meio de controlo estar configurado de modo a accionar o referido meio de accionamento e, por conseguinte, accionar magneticamente o referido agitador com uma velocidade suficientemente elevada para converter o liquido em espuma durante o seu aquecimento.
2. 2. Aparelho de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por o elemento de posicionamento ser um relevo (60) ou uma reentrância formado(a) na superfície interna do depósito e ter, pelo menos, uma forma que, mais ou menos, complementa o agitador, de modo a aceitar este último num engate rotativo.
3. 3. Aparelho de acordo com as Reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o agitador ter uma forma anelar com uma fenda (40) central configurada para se engatar no relevo, sobressaindo o referido relevo do fundo do depósito na direcção do seu interior (INT), tendo o referido agitador, pelo menos, uma parte controlada magneticamente posicionada junto da periferia da referida fenda central.
4. 4. Aparelho de acordo com as Reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o meio de accionamento compreender uma parte (50) de accionamento magnético que se engata no lado 2 externo (EXT) do depósito e no interior do relevo de modo a colaborar com, pelo menos, a referida parte controlada magneticamente do agitador, em que a parte de accionamento magnético é levada a rodar por um veio (51) associado com um motor (52) eléctrico.
5. 5. Aparelho de acordo com qualquer das Reivindicações anteriores, caracterizado por o agitador ter uma parte (44) periférica possuindo elementos (45) de agitação consistindo em um ou vários dos elementos seguintes: espiras de fio com forma toroidal, ventoinhas, pás, grelhas ou agulhas.
6. 6. Aparelho de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o depósito ter uma superfície de recepção de líquido constituída por, pelo menos, um fundo e margens reviradas, formada como uma única peça completa e por a referida superfície de recepção não ter uma linha de junção ou de conexão descontínua e nenhuma linha de demarcação de qualquer orifício.
7. 7. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os meios de aquecimento compreenderem elementos resistivos de aquecimento electricamente isolados em contacto com, pelo menos, o fundo do depósito, em que os meios de aquecimento consistem em, pelo menos, um circuito (7) de aquecimento do tipo "película espessa" em contacto com a superfície externa do depósito, ou - elementos resistivos de aquecimento do tipo resistência blindada em contacto com a parede, ou 3 - meios de aquecimento por indução ou por infravermelhos, - ou uma combinação destes meios, e o meio de controlo compreende um sensor de temperatura associado aos meios de aquecimento, em que o meio de controlo está configurado para cortar a alimentação eléctrica dos meios de aquecimento a uma temperatura de referência que é determinada para que o líquido seja aquecido abaixo do seu ponto de ebulição e durante um tempo predefinido.
8. 8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender uma unidade (2) de formação de espuma sem fios compreendendo o depósito (21), a base (20), na qual está montada uma pega, um meio (5) de accionamento e uma tampa (22) amovível, em que a unidade (2) de formação de espuma sem fios está ligada, de modo amovível, a uma base (3) de alimentação eléctrica.
9. 9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a tampa (22) estar ligada como um encaixe à pressão por meio de uma margem (220) de engate e uma junta elastomérica deformável.
10. 10. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a velocidade de rotação do agitador ser controlada para atingir, pelo menos, 1500 revoluções por minuto, de um modo preferido, pelo menos, 1650 revoluções por minuto. Lisboa, 4 de Junho de 2010 4