PT2413755E - Máquina de preparação de infusão, em particular café expresso, grupo de alimentação e respectivo processo de fabrico - Google Patents

Máquina de preparação de infusão, em particular café expresso, grupo de alimentação e respectivo processo de fabrico Download PDF

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PT2413755E PT107172363T PT10717236T PT2413755E PT 2413755 E PT2413755 E PT 2413755E PT 107172363 T PT107172363 T PT 107172363T PT 10717236 T PT10717236 T PT 10717236T PT 2413755 E PT2413755 E PT 2413755E
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Giancarlo Porzio
Carlo Ferraresi
Walter Franco
Giuseppe Quaglia
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Description

ΕΡ2413755Β1
DESCRIÇÃO
MÁQUINA DE PREPARAÇÃO DE INFUSÃO, EM PARTICULAR CAFÉ EXPRESSO, GRUPO DE ALIMENTAÇÃO E RESPECTIVO PROCESSO DE FABRICO
Campo técnico 0 presente invento refere-se, de um modo geral, a uma máquina para a preparação de café ou infusões de cevada. Em particular, o presente invento refere-se a uma máquina para a preparação de café expresso, ou infusões semelhantes, que está equipada com várias fases para aquecer a água ou o liquido necessário à preparação da infusão.
Estado da Técnica
As máquinas para a preparação de infusões, tais como as máquinas para a preparação de café expresso, às quais se faz referência a seguir por facilidade de descrição, são bem conhecidas.
Estas máquinas compreendem geralmente uma caldeira e uma unidade de alimentação ou câmara de infusão para fornecer café expresso, por exemplo para uma chávena de café.
Mais especificamente, são bem conhecidas as máquinas de café expresso que incluem várias fases de aquecimento da água necessária para preparar o café. 1 ΕΡ2413755Β1
Por exemplo, uma máquina de café expresso conhecida a partir da publicação EP-0465877-A1, em nome da requerente, inclui uma caldeira como uma primeira fase de aquecimento para elevar a temperatura da água para valores compreendidos entre 95 a 98°C, e um elemento de aquecimento como uma segunda fase de aquecimento, que está alojado no interior de um alojamento que inclui também a câmara de infusão e que está disposto para manter a câmara de infusão à temperatura controlada termostaticamente.
Uma máquina semelhante é também conhecida a partir da publicação US-A-5,551,331 na qual, em particular, se prevê que a segunda fase esteja disposta para aumentar a temperatura da câmara de infusão quando um sensor de temperatura detecta que a temperatura da câmara caiu abaixo de um valor predeterminado. 0 documento US-A-5836236 revela uma máquina de infusão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
Um problema comum a toda a técnica anterior é que a segunda fase de aquecimento, tal como prevista, não permite uma optimização adequada da temperatura de preparação do café devido ao fenómeno de inércia térmica, que é típico quando um alojamento contendo a câmara de infusão é aquecido por meio de um dispositivo de aquecimento. A requerente verificou que, de um modo geral, nenhuma máquina de café expresso existente tendo pelo menos duas fases de aquecimento é capaz de garantir um controlo actual, a qualquer momento, da temperatura de alimentação do café. 2 ΕΡ2413755Β1 A requerente verificou ainda que nenhuma das máquinas da técnica anterior é capaz de optimizar totalmente a potência eléctrica necessária para esta operação, por motivos de dimensionamento e confiquração das partes internas.
Descrição do invento
Portanto, um primeiro objecto do presente invento consiste em resolver os problemas da técnica anterior acima mencionados, em particular o problema de controlar, a qualquer momento, a temperatura de alimentação do café.
Um outro objecto do presente invento, relacionado com o primeiro, consiste em fabricar uma máquina para preparar café que permita a redução da potência eléctrica global necessária ao seu funcionamento, graças à existência de várias fases de aquecimento adequadamente dimensionadas e controláveis independentemente.
Os objectos são alcançados pela máquina para a preparação da infusão, em particular para a preparação de café expresso, tal como reivindicado na reivindicação independente 1. 0 presente invento refere-se também a um grupo de alimentação para máquinas para preparação da infusão de acordo com a reivindicação 4, assim como a um processo de fabrico de uma máquina para a preparação da infusão de acordo com a reivindicação independente 7. 3 ΕΡ2413755Β1
As reivindicações são partes integrantes da revelação técnica aqui proporcionada em relação ao invento.
As formas de realização preferidas do invento são divulgadas nas reivindicações independentes.
Breve Descrição das Figuras
As caracteristicas e vantagens acima referidas, e outras, do presente invento tornar-se-ão evidentes a partir da descrição que se segue de uma forma de realização preferida, feita como exemplo não limitativo com referência aos desenhos anexos, nos quais elementos identificados pela mesma referência numérica, ou referência numérica semelhante, correspondem a componentes que têm função ou construção igual ou semelhante, e em que:
Figura 1 - é um esquema geral de uma máquina de café expresso de acordo com o invento;
Figura 2 é - uma vista esquemática em perspectiva de um grupo de alimentação da máquina ilustrada na figura 1;
Figuras 3A e 3B - são vistas esquemáticas em corte do grupo de alimentação ilustrado na figura 2.
Descrição de uma Forma de Realização Preferida uma máquina de café forma de realização
Fazendo referência à figura 1, expresso 10, de acordo com a 4 ΕΡ2413755Β1 exemplificativa, compreende uma caldeira 11, um ou mais grupos de alimentação 14, que podem ser associados a suportes de filtro que contêm, em utilização, pó de café (cápsulas de café) e estão equipados com bicos respectivos 14a, e dispostos para permitir a preparação de um café expresso, e um ou mais dispositivos 15 para a execução das chamadas funções, (dispositivos de execução de funções) tais como, por exemplo, dispositivos para fornecer água quente ou vapor. A máquina 10 inclui ainda pelo menos um dispositivo de utilizador ou teclado 11, disposto para controlar o fornecimento de café e a execução da função, e uma unidade de comando 18 configurada para controlar a operação da caldeira 12, grupos de alimentação 14 e dispositivos de execução de funções 15, como se revelará em pormenor abaixo.
Na forma de realização preferida, a caldeira 12, de um tipo conhecido, inclui uma unidade de aquecimento 21, controlada de uma forma conhecida pela unidade de comando 18 através de um sensor 23, por exemplo um sensor de temperatura, e está disposta, por exemplo, para alimentar directamente dispositivos de execução de funções 15 com água quente ou vapor. A caldeira 12 é alimentada de uma forma conhecida, de preferência com água da rede de distribuição, que tem normalmente uma temperatura compreendida entre 5 a 25°C.
Na forma de realização preferida, a caldeira 12 também inclui um permutador de calor 24 alimentado hidraulicamente por 5 ΕΡ2413755Β1 meio de uma bomba 19, por exemplo uma bomba de deslocamento positivo. 0 permutador de calor é dimensionado para conter, de preferência, uma quantidade de água ou liquido entre 300 a 400 cc a uma temperatura e pressão predeterminadas.
Mais preferencialmente, o permutador de calor 24 é dimensionado para conter, no caso de uma máquina com quatro grupos de alimentação, uma quantidade de água de cerca de 350 cc. No permutador de calor 24, no caso de uma alimentação do permutador de calor 24 para o grupo de alimentação 14, a água sai do permutador de calor 24 a uma temperatura compreendida, por exemplo, entre os 80 e 85°C. O permutador de calor 24 está ligado aos grupos de alimentação 14 por meio de uma conduta 25 de um tipo conhecido, por exemplo uma conduta isolada termicamente feita em cobre. Apenas se ilustra um grupo 14 que é revelado a seguir, uma vez que na forma de realização preferida estes grupos são idênticos entre si. O grupo de alimentação 14 inclui uma câmara de acumulação 41 (figura 1, figura 2, figuras 3A e 3B), disposta para conter internamente água a ser usada para a preparação de café, e uma câmara de infusão 43, disposta para ser alimentada pela câmara de acumulação 41, quando é necessária a preparação de café, para fornecer café expresso a uma chávena de café através de uma conduta 43b. A câmara de infusão 43 forma meios de infusão para a preparação da infusão. 6 ΕΡ2413755Β1
De acordo com outras formas de realização, que não se enquadram no âmbito das reivindicações, pode não existir a câmara de infusão, que pode ser substituída pela conduta 43b disposta para ser incluída no grupo de alimentação 14 e para formar os meios de infusão para a preparação da infusão sob o controlo de uma válvula de tipo conhecido, actuada electricamente.
De acordo com o invento, a câmara de infusão 43 está no interior da câmara de acumulação 41 e funciona de forma conhecida sob o controlo de uma válvula 48 de tipo conhecido, actuada electricamente.
Mais preferencialmente, a câmara de acumulação 41 e câmara de infusão 43 formam um grupo de alimentação 14 no qual a câmara de infusão 43 é concêntrica com a câmara de acumulação 41, ou está integrada na câmara de acumulação 41.
As últimas formas de realização, que são consideradas preferíveis, prevêem que a câmara de infusão 43 seja cheia com água de alimentação durante o processo de preparação da bebida de café.
Isto permite a obtenção de uma progressiva infusão através da aplicação de uma pressão crescente na cápsula de café.
De facto, a pressão crescente deve-se ao facto de a água de alimentação necessitar de um certo tempo para encher a câmara de infusão e assim, durante esse tempo, provocar um aumento de pressão lento na câmara de infusão. 7 ΕΡ2413755Β1
De preferência, a pressão aumenta até um valor correspondendo ao valor máximo gerado pela bomba 15, por exemplo 9 bar. A forma de alimentação baseada na existência de uma câmara de infusão é assim preferível, uma vez que permite uma melhor exploração das propriedades organolépticas do café e, por outro lado, a existência de uma câmara de infusão 43, no interior ou concêntrica com a câmara de acumulação 41, permite que se alcance o objectivo de optimização da eficiência energética na circulação de água entre a câmara de acumulação e a câmara de infusão, e o controlo continuo da temperatura de água que chega à cápsula de café. A câmara de acumulação 41 inclui uma sonda ou sensor de temperatura 45 e um elemento de aquecimento 46 com potência predeterminada, ambos ligados de forma conhecida à unidade de comando 18. 0 elemento de aquecimento está disposto, genericamente, para levar a temperatura da água a valores óptimos para a preparação de café expresso, por exemplo valores compreendidos entre 88 e 95°C.
De preferência, o elemento de aquecimento 46 está disposto de modo a estar distribuído no interior de toda a câmara de acumulação 41 ou de uma parte dela. Por exemplo, tal como ilustrado na figura 3B, o elemento de aquecimento 46 pode ser configurado como um anel semi fechado. 8 ΕΡ2413755Β1
De preferência, a câmara de acumulação 41 tem um volume interno que é limitado em relação à potência que pode ser fornecida pelo elemento de aquecimento (resistência) 46, permitindo desta forma o controlo da temperatura da água a qualquer momento.
Na forma de realização preferida, a câmara de acumulação 41 está ligada de forma conhecida à câmara de infusão, por meio de uma conduta de saida 43a da câmara 41, válvula actuada electricamente 48 e uma conduta de entrada 43a para a câmara de infusão 43.
De acordo com outras formas de realização em que a câmara de infusão não existe, não caindo as referidas formas de realização no âmbito das reivindicações, a conduta 43b que forma os meios de infusão está directamente ligada à conduta 43a e, assim, à válvula actuada electricamente 48, tal como na forma de realização preferida.
Em todos os casos a câmara de acumulação 41 tem, de preferência, uma entrada 411 para a água proveniente do permutador de calor localizado no fundo da câmara 41, e uma saída 412 ligada a uma conduta de saída 41a e localizada no topo da câmara 41, de preferência numa posição diametralmente oposta em relação à entrada 411.
Como um perito na técnica pode rapidamente entender, uma tal configuração, que é a configuração preferida, permite evitar a presença de ar no cimo da câmara de acumulação, onde a é proporcionada saída 412, e maximizar a mistura de água 9 ΕΡ2413755Β1 durante a alimentação para manter uma temperatura homogénea, a qualquer instante, na câmara de acumulação 41.
Na forma de realização preferida, a câmara de acumulação tem paredes internas 42 dispostas para formar, no todo ou em parte, as paredes externas da câmara de infusão 43.
Uma tal configuração, que é a configuração preferível, permite minimizar variações de temperatura entre a água contida na câmara de acumulação e a água fornecida durante a preparação do café, uma vez que a água mantém a parede interna 42, isto é, a parede comum à câmara de acumulação e câmara de infusão, à temperatura determinada pela resistência 46 controlada pela unidade de controlo 18.
Usando as configurações do grupo de alimentação 14 tal como acima descrito e prevendo, por exemplo, que a câmara de acumulação 41 tenha uma capacidade igual à necessária para preparar duas chávenas de café (cerca de 100 cc), e a resistência 46 tenha uma potência de 200 W, a requerente detectou experimentalmente que é possível controlar variações de temperatura, quer para cima quer para baixo, de pelo menos 1°C a cada 5 segundos de fornecimento de café expresso.
Por exemplo, considerando que, tal como é sabido por um perito na técnica, o tempo médio para fornecer uma chávena de café expresso é de cerca de 25 a 30 segundos, e o elemento de aquecimento tem, de qualquer forma, uma inércia ao aquecimento, mesmo que muito baixa, a requerente detectou experimentalmente que o arranjo do grupo de alimentação 14, tal como é descrito, 10 ΕΡ2413755Β1 permite o controlo dinâmico, durante a alimentação de café, de flutuações de temperatura ou variações dentro de um intervalo de temperatura dentro de ±4 a 5°C.
Estas flutuações de temperatura podem ser controladas por meio de uma unidade de comando 18 e resistência 46 a ela ligada, definindo e guardando parâmetros adequados na mesma unidade 18 e associando uma ou mais teclas do teclado 11 a estes parâmetros, disponibilizando desta forma diferentes características de fornecimento de café expresso ou de um tipo de infusão especifico. A requerente também verificou que a configuração global da máquina acima descrita, na qual são proporcionados um permutador de calor 24 na caldeira 12 e grupos de alimentação 14 independentes entre si e equipados com respectivas ou correspondentes câmaras de acumulação 41, permite a redução da potência eléctrica global necessária para o funcionamento da máquina 10 em relação à potência normalmente exigida em máquinas tendo uma única fase de aquecimento localizada no interior da caldeira.
De facto, as máquinas da técnica anterior que têm uma única fase de aquecimento necessitam de uma potência de cerca de 700 W para fornecer um par de chávenas de café expresso a partir de um grupo de alimentação, enquanto que a máquina 10 de acordo com o presente invento necessita substancialmente, para fornecer um par de chávenas de café expresso a partir de um grupo de alimentação, da potência fornecida pelo elemento de aquecimento 46, ou seja, cerca de 200 W. 11 ΕΡ2413755Β1 A requerente verificou ainda, com vantagem, que sendo cada grupo de alimentação 14 independente dos outros grupos de alimentação possivelmente presentes na máquina 10, pode ser mantido ligado ou desligado, dependendo da quantidade de actividade necessária, sem desta forma afectar a actividade dos dispositivos de execução de funções 15 ou dos outros grupos de alimentação. O funcionamento da máquina 10 de acordo com o invento é como segue.
Em condições de não funcionamento da máquina 10, os grupos de alimentação 14 são mantidos desligados ou numa condição de baixo consumo ("standby") , a uma temperatura constante próxima dos valores óptimos para a preparação de café expresso, por exemplo 88°C a uma pressão predeterminada.
Em condições de alimentação de café pelo menos por um grupo de alimentação 14, após actuação, por exemplo de uma tecla adequada no teclado 11, a unidade de comando 18, com base nos módulos de programa ai guardados, por exemplo durante a fase de concepção da máquina, activam, se necessário, o elemento de aquecimento 46 da câmara de acumulação 41 associado à câmara de infusão 43 de onde o café expresso será fornecido e, logo que a temperatura inicial de alimentação tenha sido atingida, actuam a válvula actuada electricamente 48 para que a água passe da câmara de acumulação 41 para a câmara de infusão 43 e então para a chávena de café. 12 ΕΡ2413755Β1 É claro que a temperatura de partida da câmara de acumulação 41 pode ser a necessária para a preparação da infusão, tal como se proporciona, por exemplo, nas condições de "standby", para que a actuação da tecla adequada possa resultar na operação imediata da válvula actuada electricamente 48.
Durante o fornecimento, a unidade de comando 18, com base nos programas nela guardados, irá controlar a temperatura da água, se isto estiver previsto, variando-a dentro de um intervalo predeterminado para obter um café expresso com caracteristicas que dependem da programação da unidade de comando 18.
Em resumo, graças à existência de uma câmara de acumulação 41, em correspondência com cada câmara de infusão 43, é possível controlar a temperatura de alimentação da água e, consequentemente, as caracteristicas do café expresso em termos de paladar e qualidade. É claro que são possíveis óbvias mudanças e/ou modificações à descrição acima em termos de formas, materiais, componentes e ligações, assim como em relação aos detalhes da construção ilustrada e ao modo de funcionamento, sem que se afastarem do âmbito do invento, tal como é definido nas reivindicações seguintes.
Lisboa, 11 de Abril de 2013 13

Claims (8)

  1. ΕΡ2413755Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Máquina de infusão compreendendo: - uma caldeira (12) compreendendo primeiros meios de aquecimento (21) proporcionados para aquecer um líquido disposto para a preparação da infusão, em particular um café expresso, - pelo menos um grupo de alimentação (14) compreendendo: - uma câmara de infusão (43) proporcionada para a preparação da infusão; - uma câmara de acumulação (41) ligada hidraulicamente à referida câmara de infusão (43, 43b) e disposta para acumular uma certa quantidade de líquido proveniente dos primeiros meios de aquecimento (21); sendo a referida câmara de infusão (43) proporcionada para a preparação da infusão e estando associada a segundos meios de aquecimento (46) dispostos para aquecer directamente o referido líquido contido na referida câmara de acumulação (41) para alimentar hidraulicamente a referida câmara de infusão (43, 43b) caracterizada por a referida câmara de acumulação (41) compreender no seu interior a referida câmara de infusão (43). 1 ΕΡ2413755Β1
  2. 2. Máquina de infusão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida câmara de acumulação estar disposta para conter uma quantidade de liquido substancialmente igual à necessária para a preparação da infusão.
  3. 3. Máquina de infusão de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por: - uma unidade de comando (18) ligada aos referidos segundos meios de aquecimento (46) e disposta para controlar de forma dinâmica, com o auxilio dos referidos segundos meios de aquecimento, as variações de temperatura de infusão durante a preparação da infusão.
  4. 4. Grupo de alimentação destinado a uma máquina de infusão, em particular a uma máquina de café expresso, compreendendo: - uma câmara de infusão (43, 43b) proporcionada para uma preparação da infusão e associada a meios de aquecimento correspondentes (46); - uma câmara de acumulação (41) ligada hidraulicamente à referida câmara de infusão (43) e compreendendo os referidos meios de aquecimento (46), estando os referidos meios de aquecimento (46) dispostos para aquecer directamente o referido líquido contido na referida câmara de acumulação (41) para alimentar hidraulicamente a referida câmara de infusão (43) , 2 ΕΡ2413755Β1 caracterizado por a referida câmara de acumulação (41) compreender no seu interior a referida câmara de infusão (43).
  5. 5. Grupo de alimentação de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a referida câmara de infusão (43) ser concêntrica com a referida câmara de acumulação (41) ou integrada na referida câmara de acumulação (41).
  6. 6. Grupo de alimentação de acordo com qualquer das reivindicações 4 a 5, no qual os referidos meios de aquecimento (46) estão dispostos de forma a estarem repartidos no interior de toda a câmara de acumulação (41) ou em parte dela.
  7. 7. Processo para realizar uma máquina destinada a uma preparação de infusão, em particular para a preparação de café expresso, compreendendo a referida máquina pelo menos uma caldeira (12) e pelo menos um grupo de alimentação (14) compreendendo uma câmara de infusão (30) e em que o processo compreende as etapas seguintes: - proporcionar em correspondência com a caldeira (12) uma primeira fase de aquecimento (21) destinada a aquecer um líquido necessário exigido para a preparação da infusão por meio do referido grupo de alimentação (14); - proporcionar em correspondência com o grupo de alimentação (14) uma segunda fase de aquecimento (46) e uma câmara de acumulação (41) compreendendo no seu interior a câmara de infusão (43), estando a referida câmara de acumulação (41) disposta para aquecer 3 ΕΡ2413755Β1 directamente por meio da referida segunda fase de aquecimento (46) o liquido proveniente da primeira fase de aquecimento (21) para valores de temperatura correspondente à temperatura de infusão.
  8. 8. Processo de acordo com a reivindicação 7 compreendendo ainda o passo que consiste em: - proporcionar meios de comando (45, 18) dispostos para controlar de forma dinâmica durante a preparação da infusão, por meio da referida segunda fase de aquecimento (46), a temperatura de infusão nos limites de um determinado intervalo de temperatura. Lisboa, 11 de Abril de 2013 4
PT107172363T 2009-04-01 2010-03-31 Máquina de preparação de infusão, em particular café expresso, grupo de alimentação e respectivo processo de fabrico PT2413755E (pt)

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