ITTO20060483A1 - Metodo e macchina di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da del materiale anidro in polvere - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

Del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere, in cui dell'acqua calda in pressione viene fatta passare attraverso una camera di percolazione stagna contenente una dose del detto materiale e comunicante con l'esterno tramite un canale di scarico.

Nel campo delle macchine percolatrici, ed in particolare nel campo delle macchine percolatrici per la produzione di bevande a base di caffè o di orzo, alle quali la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità, è noto l'interesse dei produttori a realizzare delle macchine capaci di produrre una bevanda ricoperta da uno strato denso e stabile di schiuma fine ossia dalla cosiddetta "crema" tanto apprezzata dai consumatori. La formazione di questo stato emulsionato con aria è subordinata a diversi fattori, come la granulometria della polvere di materiale impiegato, la quantità ed il grado di costipazione della polvere all'interno della camera di percolazione, la pressione alla quale l'acqua calda è alimentata attraverso la camera di percolazione.

La corretta interazione di tali fattori è necessaria, infatti, ad ottenere, all'interno della camera di percolazione, una resistenza idraulica capace di opporsi al passaggio dell'acqua e di generare nella bevanda percolata dei vortici di emulsione.

In passato, allo scopo di garantire la formazione della "crema" sulla bevanda indipendente dal perfetto verificarsi di tutte le suddette condizioni e, soprattutto, allo scopo di accrescere la quantità e la qualità dello strato di crema, sono state impiegate diverse soluzioni tecniche rivolte, in generale, a fare incorporare alla bevanda in uscita dalla camera di percolazione dell'aria proveniente dall'esterno della camera stessa. Questo effetto viene ottenuto, per esempio, aumentando la velocità del flusso della bevanda mediante un elemento a valvola disposto lungo il canale di scarico e dirigendo il getto ottenuto contro una superficie, normalmente scabra, di una camera di emulsione, dove la turbolenza creata nel fluido determina 1'inglobamento di particelle di aria circostante e, quindi, il formarsi della schiuma.

Tuttavia, benché efficace, questo tipo di soluzione presenta, nella maggioranza dei casi, l'inconveniente di introdurre nel dispositivo di percolazione della macchina una notevole complessità strutturale, a scapito della semplicità, della robustezza e dell'economicità della macchina stessa.

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere, il quale metodo consenta di ottenere una bevanda ricoperta da un denso strato superficiale emulsionato con aria, la cosiddetta "crema", in modo semplice, efficace ed economico.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da del materiale anidro in polvere, secondo quanto licitato nella rivendicazione indipendente 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.Secondo la presente invenzione viene realizzata, inoltre, una macchina di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da del materiale anidro in polvere, secondo quanto licitato nella rivendicazione indipendente 3 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 3.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai diseqni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista schematica laterale di una preferita forma di attuazione della macchina della presente invenzione;

la figura 2 illustra, in scala ingrandita e in sezione assiale, un dispositivo di infusione della macchina della figura 1;

la figura 3 è una vista esplosa del dispositivo di infusione della figura 2;

la figura 4 è una sezione, secondo la linea IV-IV della figura 2; e

la figura 5 è una vista dal basso, in scala ingrandita, di un particolare della figura 2; e

la figura 6 è una sezione assiale di un particolare della,figura 2.

Nella figura 1, con 1 è indicata nel suo complesso una macchina percolatrice comprendente un telaio 2 esterno ed un dispositivo 3 di infusione presentante un asse 4 sostanzialmente verticale e disposto al disopra di una superficie piana orizzontale del telaio 2 esterno definente un piano di appoggio per una tazza.

In particolare, secondo quanto illustrato nelle figure 1, 2 e 4, il dispositivo 3 di infusione comprende una coppa 5 di percolazione asportabile, una doccia 6 di uscita di acqua calda in pressione coassiale all'asse 4, ed un telaio 7 solidale al telaio 2 esterno e comprendente una porzione inferiore conformata a "C" definente una sede 8 di supporto della coppa 5 in una posizione di percolazione (figura 1), nella quale la coppa 5 è coassiale alla doccia 6 ed è accoppiata a tenuta di fluido alla doccia 6 stessa per formare, con la doccia 6, una camera 9 di percolazione .

Con riferimento alle figure 2, 3 e 4, la coppa 5 comprende un corpo 10, il quale presenta un asse coincidente, nella posizione di percolazione, con l'asse 4, è provvisto di un manico 11 radiale ed è limitato superiormente da una superficie 12 piana, al centro della quale è ricavata una cavità 13 definente una semicamera inferiore della camera 9 di percolazione ed atta ad alloggiare parzialmente una cialda 14 di tipo noto contenente una dose dì polvere di caffè o di orzo o altro materiale anidro.

La coppa 5 comprende, inoltre, un organo 16 emulsionatore, il quale è inserito in un foro 15 coassiale all'asse 4 e comunicante con la cavità 13 ed è atto a ricevere, in uso, dalla cavità 13 la bevanda ottenuta per percolazione per emulsionare la bevanda, nel modo che verrà spiegato meglio nel seguito, in modo tale da ottenere, all'uscita dal dispositivo 3 di infusione, una bevanda ricoperta da un denso e stabile strato di schiuma fine.

Secondo quanto illustrato nelle figure 3-6, l'organo 16 emulsionatore è costituito da un corpo 17 cilindrico comprendente una porzione 18 superiore ed una porzione 19 inferiore aventi uguale diametro e tra loro separate da una flangia 20 anulare.

La porzione 18 superiore e la flangia 20 sono inserite con precisione in rispettive porzioni del foro 15 ricavate assialmente lungo il corpo 10 della coppa 2, mentre la porzione 19 inferiore è alloggiata con precisione in una rispettiva porzione del foro 15 ricavata assialmente in un becco 21 di uscita della bevanda, il quale è bloccato, mediante delle viti e con l'interposizione di una guarnizione anulare, sul corpo 10 e presenta, dalla parte rivolta verso l'organo 16 emulsionatore, un'appendice tubolare che si estende dal becco 21 di uscita verso la flangia 20 per schiacciare la flangia 20 stessa contro il corpo 10 e bloccare assialmente l'organo 16 emulsionatore all'interno del foro 15.

Tra il becco 21 e l'organo 16 emulsionatore è disposta, inoltre, una guarnizione 22 ad anello avente un diametro esterno pari al diametro della porzione 19 inferiore ed un diametro interno pari al diametro di un foro 23, che è ricavato nel becco 21 in posizione coassiale all'asse 4 per mettere l'organo 16 emulsionatore in comunicazione con l'esterno e convogliare fuori dalla coppa 5 la bevanda uscente dall'organo 16 emulsionatore stesso.

Dalla parte affacciata alla cavità 13, la porzione 18 superiore porta collegata una porzione troncoconica sporgente assialmente dal foro 15 e presentante una superficie di estremità piana, sulla quale è bloccato, mediante una vite 24, un disco 25 traforato, la cui funzione è quella di filtrare, in uso, la bevanda estratta dalla cialda 14 e di separare il centro della cavità 13 da una camera 26 di raccolta ricavata sul fondo della cavità 13 stessa e definita dalla porzione troncoconica dell'organo 16 emulsionatore e dal disco 25 stesso.

Tutt'attorno alla camera 26 di raccolta è ricavata una scanalatura anulare coassiale all'asse 4 ed atta ad alloggiare una guarnizione 27 di tenuta.

Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 4-6, l'organo 16 emulsionatore presenta due scanalature assiali ricavate sulla superficie laterale del corpo 17 in posizione diametralmente opposta rispetto all'asse 4 e chiuse lateralmente dalla superficie laterale del foro 15 per definire, con il foro 15, rispettivi canali 28, i quali costituiscono una prima porzione di un canale di scarico della bevanda ricavato in parte nell'organo 16 emulsionatore ed, in parte, nel becco 21 di uscita.

I canali 28 sfociano in una camera 29 anulare di distribuzione definita dalla guarnizione 22 e da una scanalatura anulare, che è ricavata assialmente su una superficie 30 di estremità della porzione 19 inferiore e presenta un diametro esterno inferiore alla porzione 19 inferiore stessa ed un diametro interno inferiore al diametro del foro 23.

La camera 29 di distribuzione comunica con il foro 23 tramite due canali 31 sottili, i quali costituiscono una seconda porzione del canale di scarico della bevanda e sono definiti da rispettive scanalature radiali ricavate sulla superficie 30 ed estendentesi, ciascuna, lungo un asse 32 perpendicolare all'asse 4 da un rispettivo ingresso affacciato ad un rispettivo canale 28 ad una rispettiva uscita affacciata all'altra uscita e comunicante con il foro 23, che definisce una terza e terminale porzione del canale di scarico.

Poiché il diametro del foro centrale della guarnizione 22 è inferiore al diametro interno della camera 29 di distribuzione, ciascun canale 31 presenta un primo tratto tubolare, ossia chiuso da una corrispondente porzione anulare della guarnizione 22, ed un secondo tratto ad U, aperto verso il foro 23. Il funzionamento della macchina 1 verrà nel seguito descritto a partire dal momento in cui la coppa 5, che è stata caricata con una cialda 14, è disposta nella posizione di percolazione (figure 2 e 4), in cui una flangia anulare esterna della cialda 14 è schiacciata a tenuta di fluido tra la superficie 12 della coppa 5 e la doccia 6 in modo tale da chiudere la camera 9 di percolazione contenente la cialda 14.

A seguito del passaggio dell'acqua calda in pressione proveniente dalla doccia 6 attraverso la cialda 14, la polvere contenuta nella cialda 14 viene percolata e dalla cialda 14 fuoriesce una miscela di liquido ed aria che fluisce, filtrando attraverso il disco 25, nella camera 26 di raccolta.

Dalla camera 16 di raccolta, la pressione residua spinge la miscela nei canali 28, da questi nella camera 29 di distribuzione e da quest'ultima nei canali 31.

Dal momento che la sezione dei canali 31 è notevolmente inferiore rispetto alla sezione trasversale della camera 29 di distribuzione, ciascuno dei due flussi di miscela che dalla camera 29 di distribuzione si immette in un rispettivo canale 31, viene bruscamente accelerato nel passaggio lungo il tratto iniziale tubolare del canale 31 stesso e si trasforma in un getto radiale ad alta velocità diretto lungo l'asse 32 verso l'asse 4 e verso il getto opposto uscente dall'altro canale 31.

La collisione tra i due getti genera nel flusso di miscela risultante una notevole turbolenza, per effetto della quale le particelle di liquido della miscela si emulsionano con le particelle di aria della miscela stessa dando vita ad una schiuma densa di bevanda mescolata con fini bolle d'aria.

Infine, la bevanda emulsionata fuoriesce dal becco 21 attraverso il foro 23 di uscita e viene raccolta dentro una tazza precedentemente disposta sotto il becco 21 di uscita stesso per formare, all'interno della tazza, uno strato inferiore di bevanda liquida ed uno strato superiore di "crema" densa e stabile.

Secondo una diversa forma di attuazione (non illustrata), il numero di canali 28 e/o il numero di canali 31 può essere maggiore di due. Nel caso di tre o più canali 31, inoltre, il punto di collisione dei relativi getti può essere unico e comune a tutti a canali 31 oppure possono esservi più punti di collisione, a ciascuno dei quali convergono almeno due canali 31.

Con riferimento a quanto descritto sopra, è importante sottolineare il vantaggio che può essere ottenuto tramite l'impiego del metodo della presente invenzione .

infatti, suddividendo il flusso di bevanda percolata in almeno due flussi parziali e facendo collidere tra loro ì flussi parziali stessi in modo tale da determinare l'emulsione delle particelle liquide con le particelle d'aria "interna" al flusso stesso si riesce ad ottenere un denso strato di crema sul caffè senza che vi sia la necessità di emulsionare il flusso uscente dalla camera di percolazione con dell'aria "esterna" e, dì conseguenza, senza che vi sia la necessità dì prevedere un sistema per accelerare il flusso ed una camera di emulsione interna alla coppa dove generare turbolenza.

Inoltre, il fatto che la spartizione in flussi parziali e la collisione tra i flussi parziali stessi venga realizzata in un organo emulsionatore disposto lungo il canale di scarico, di cui ì canali 28 dell'organo 16 emulsionatore stesso definiscono un primo tratto, consente di avere una coppa di percolazione con una struttura semplice da realizzare, economica, ed estremamente compatta, con un ingombro non significativamente maggiore rispetto ad una normale coppa priva dell'organo emulsionatore.

A tale proposito, è opportuno precisare che, benché nell'esempio sopra descritto e nelle figure allegate si sia fatto riferimento ad un tipo di coppa asportabile provvista di un sistema di aggancio a scorrimento nella sede 8, secondo altre forme di attuazione non illustrate, la coppa 5 può essere di uno dei diversi tipi noti e comunemente utilizzati nel campo delle macchine percolatrici, per esempio del tipo asportabile con aggancio a baionetta, o del tipo non asportabile.

Inoltre, secondo altre forme di attuazione non illustrate, la coppa 5 può essere conformata per alloggiare, anziché una cialda 14, una dose di polvere sfusa di caffè oppure una capsula perforata o sigillata contenente una dose di polvere di caffè (di tipo noto).

Claims (1)

1. R IV E N D I C A Z I O N I 1.- Metodo dì percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere disposto all'interno di una camera (9) di percolazione comunicante con l'esterno tramite un canale (23, 28, 31) di scarico, il metodo comprendendo le fasi di alimentare dell'acqua calda in pressione attraverso la camera (9) di percolazione per ottenere, in uscita dalla camera (9) di percolazione, un flusso di una miscela di bevanda liquida e aria; e di emulsionare la miscela lungo il canale (23, 28, 31) di scarico; ed essendo caratterizzato dal fatto che la fase di emulsionare la miscela viene realizzata suddividendo il flusso di miscela lungo il canale (23, 28, 31) di scarico in almeno due flussi parziali e facendo collidere i flussi parziali stessi in un punto di collisione disposto lungo il canale (23, 28, 31) di scarico . 2.- Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui i flussi parziali vengono alimentati al punto di collisione ad una pressione maggiore di una pressione esterna presente ad una estremità di uscita del canale (23, 28, 31) di scarico. 3.- Macchina di percolazione per la preparazione di una bevanda a partire da un materiale anidro in polvere, la macchina (1) comprendendo una camera (9) di percolazione almeno in parte definita da una coppa (5) atta ad alloggiare una dose del materiale; un canale di scarico di comunicazione della camera (9) di percolazione con l'esterno; e mezzi di alimentazione (6) di acqua calda in pressione attraverso la camera (9) di percolazione per ottenere, in uscita dalla camera (9) di percolazione, un flusso di miscela di bevanda liquida e aria; e mezzi di emulsione (16) per emulsionare la miscela; la macchina (1) essendo caratterizzata dal fatto che il canale (23, 28, 31) di scarico è conformato in modo tale da suddividere il flusso di miscela in uscita dalla camera (9) di percolazione in almeno due flussi parziali convergenti verso un punto di collisione disposto lungo il canale (23, 28, 31) di scarico. 4.- Macchina secondo la rivendicazione 3, in cui il canale (23, 28, 31) di scarico comprende una porzione (31) intermedia a sua volta comprendente almeno due primi canali (31), i quali sono disposti fra loro in parallelo rispetto al flusso di miscela in uscita dalla camera (9) di percolazione e convergono nel punto di collisione. 5.- Macchina secondo la rivendicazione 4, in cui il canale (23, 28, 31) di scarico comprende una porzione di ingresso (28) comprendente almeno un secondo canale (28), che si estende in una direzione parallela ad un primo asse (4) ed è in comunicazione fluida con ciascun primo canale (31); i primi canali (31) essendo disposti radialmente rispetto al primo asse (4). 6.- Macchina secondo la rivendicazione 5, in cui i primi ed i secondi canali (31; 28) presentano sezioni sufficientemente ridotte da mantenere la miscela alimentata ai primi canali (31) ad una pressione maggiore di una pressione esterna presente ad una estremità di uscita del canale (23, 28, 31) di scarico . 7.- Macchina secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui i primi canali (31) sono fra loro coassiali lungo un secondo asse (32) perpendicolare al primo asse (4). 8.- Macchina secondo una delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui il canale (23, 28, 31) di scarico comprende una porzione di uscita (23), la quale è in comunicazione fluida con la porzione (31) intermedia. 9.- Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, e comprendente un collettore (29) disposto tra la porzione di ingresso (28) e la porzione intermedia (31) per collegare fra loro i primi ed i secondi canali (31; 28). 10.- Macchina secondo la rivendicazione 9, in cui il canale (23, 28, 31) di scarico è ricavato nella coppa (5) di percolazione. 11.- Macchina secondo la rivendicazione 10, in cui la coppa (5) di percolazione presenta una sede (15) comunicante con la camera (9) di percolazione e comprende un organo (16) emulsionatore, il quale è parte dei mezzi di emulsione (16) ed è alloggiato nella sede (8); le porzioni di ingresso (28) ed intermedia (31) del canale (23, 28, 31) di scarico essendo ricavate nell'organo (16) emulsionatore. 12.- Macchina secondo la rivendicazione 11, in cui l'organo (16) emulsionatore comprende un corpo (17) sostanzialmente cilindrico provvisto di almeno due scanalature periferiche assiali comunicanti con la camera (9) di percolazione in corrispondenza di una prima estremità assiale del detto corpo (17) e chiuse lateralmente dalla detta sede (8) per definire, con la sede (8) stessa, rispettivi secondi canali (28). 13.- Macchina secondo la rivendicazione 12, in cui il collettore (29) è definito da una camera (29) di distribuzione anulare ricavata su di una seconda estremità assiale del corpo (17) opposta alla prima estremità .