APARATO Y MÉTODO PARA LA PREPARACIÓN DE UNA ESPUMA A PARTIR DE UN LÍQUIDO ALIMENTICIO.

Aparato (1) para la preparación de espuma a partir de un líquido a base de leche o leche,

que comprende: un depósito (21) para recibir el líquido que debe espumarse, en dicho líquido, está posicionado un agitador rotativo (4), un cuerpo central (20) asociado al depósito (21); medios (5) de accionamiento del agitador (4); medios de calefacción (7) asociados al depósito (21) para calentar el líquido en el tanque y medios de control (8) para activar los medios de calefacción (7) durante la agitación, el aparato (1) comprende además medios de suministro de energía eléctrica (3) para suministrar energía eléctrica a los medios de accionamiento (5); los medios de accionamiento (5) y el agitador (4) están configurados de tal forma que el agitador (4) está accionado con el fin de generar espuma, mediante un efecto de accionamiento magnético, por los medios de accionamiento (5), sin un elemento de conexión mecánica que se introduzca a través de la pared del depósito, caracterizado por el hecho de que unos medios de perturbación están provistos para romper o evitar una circulación simétrica del líquido alrededor del eje central vertical del depósito y que comprende unos medios de accionamiento (5) que producen por lo menos un campo magnético que está desplazado respecto al eje central vertical del depósito (21) y por el hecho de que los medios de control (8) están configurados de tal forma para accionar dichos medios de accionamiento (5), y por lo tanto accionar magnéticamente dicho agitador (4) a una velocidad suficientemente elevada para convertir dicho líquido en espuma mientras se está calentando

La presente invención se refiere a un aparato y a un método para la preparación de una espuma a partir de un líquido alimenticio como por ejemplo leche, y se pretende que se utilice por ejemplo, en el campo de la preparación de

10 bebidas tales como capuchinos ("cafés con espuma de leche"), cafés cortados con leche, "café latte" ("café con leche") y "macchiato" ("café manchado"), chocolate caliente y otras especialidades de bebidas calientes. Las especialidades de bebidas en las cuales por lo menos una porción está hecha de espuma se han convertido en una moda creciente. La bebida más conocida de este tipo es un café del tipo capuchino. Este comprende una porción líquida que consiste en café recubierto por encima por una capa de leche espumada la cual a causa de su densidad muy inferior,

20 flota en la superficie del líquido. En general, su preparación, toma tiempo, operaciones de manipulación y limpieza. El camino más habitual para la preparación de una espuma a base de leche es verter la cantidad deseada de leche en un recipiente, sumergir un tubo de salida de vapor de una máquina de café en el recipiente, agitarlo arriba y abajo para introducir el aire necesario para formar la espuma.

Un primer inconveniente de este método es que supone la

posesión de una máquina de café equipada con una salida de vapor, y no todas las máquinas lo tienen. Otro inconveniente reside en el hecho de que generalmente no es posible preparar la espuma al mismo tiempo que se prepara el café, a no ser que se disponga de una compleja y costosa máquina con dos circuitos de fluido separados, uno para la extracción del café y el otro para producir vapor.

Otro inconveniente asociado con el empleo de las máquinas de café con una salida de vapor reside en el hecho de que el sistema para calentar el agua en estas máquinas la mayor parte de las veces es un bloque térmico el cual tiene que ser mantenido constantemente conectado con el fin de producir el vapor sin tener que esperar. Estas máquinas consumen por lo tanto grandes cantidades de energía, lo cual hace que no sean económicas de emplear. Debe notarse que los tubos de vapor pronto se llenan de incrustaciones cuando el agua empleada es agua dura y esto supone un regular mantenimiento con el fin de mantenerlos en buenas

20 condiciones. Otra desventaja con este tipo de máquina reside en el hecho de que la calidad de la espuma depende de la habilidad del usuario, lo cual significa que estas máquinas no permiten que la espuma obtenida tenga propiedades reproducibles y una

25 calidad uniforme. Otras desventajas residen en el hecho de que los conductos en contacto con la leche son difíciles y no muy

prácticos de limpiar.

Existen también aparatos mecánicos para agitar, que están destinados habitualmente para usos domésticos para batir espumas a partir de productos alimenticios más o menos viscosos como por ejemplo, huevos, hielo, zumos o similares. El problema con estos aparatos es de distintas naturalezas, lo cual significa que están mal adaptados para producir espumas a partir de un líquido a base de leche para producir una bebida. Una desventaja, por ejemplo, reside en el hecho de que estos aparatos agitan un líquido o una pasta en estado frío, limitando potencialmente su empleo. Además, la leche no produce espuma tan convincentemente cuando está fría o a temperatura ambiente.

Otra desventaja reside en el hecho de que estos aparatos están mal adaptados para la obtención de espuma de líquidos 15 microbiológicamente sensibles como es la leche. Es necesario prever la limpieza regular del depósito del aparato con el fin de eliminar cualquier residuo alimenticio sólido. Además, al calentar la leche, ésta tiene una tendencia a aumentar la extensión a la cual se cuecen o tuestan las proteínas que se

20 depositan encima y se adhieren a las superficies. Los aparatos existentes no están, en su mayor parte, bien equipados para reducir la incrustación de este residuo sólido, que hace que la limpieza sea molesta. Estos aparatos tienen también un mecanismo de agitación y control el cual es fijo y está introducido en el interior del depósito, y esto presenta varios inconvenientes: el tiempo de separación/realimentación es demasiado grande, tienen una tendencia a ensuciarse más rápidamente, suponen un coste adicional como resultado de la multiplicidad de

componentes, y los medios de agitación son difíciles de limpiar. Otra desventaja con estos aparatos reside en el hecho de que la producción de espuma en estos aparatos no es óptima por razones asociadas con la disposición de los medios de agitación. Algunos aparatos tienen unos medios de agitación colocados en el centro del depósito. Esta disposición no es eficaz para convertir rápidamente un volumen de líquido a base de leche en una espuma abundante.

10 Otros aparatos tienen varios agitadores. Estos dispositivos son generalmente mecánicos con los mecanismos necesarios para coordinar la rotación de los agitadores, y esto hace que el sistema sea propenso a las intrusiones, y por lo tanto menos higiénico, aumenta el número de piezas y

15 hace que la limpieza sea una operación más laboriosa. La patente US 6 318 247 se refiere a un aparato para la preparación de bebidas o alimentos con agitación, tal como un chocolate caliente por ejemplo. El aparato comprende un sistema para regular un agitador del tipo de efecto magnético. Sin embargo tiene varias desventajas. En primer lugar dicho aparato, el líquido o espuma se agitan coaxialmente con respecto al eje central del depósito, y esto ocasiona una circulación en la cual algunas capas de líquido

o espuma, particularmente las capas periféricas, no se agitan tan extensamente como otras, particularmente las capas cercanas al centro, debido al efecto centrífugo producido por el agitador. Dicha circulación no es por lo tanto adecuada para la producción de una espuma de suficiente calidad o para reducir el tiempo necesario para producir esta espuma. Además, la estructura del aparato no es higiénica para el tratamiento de un líquido a base de leche, y la limpieza no se efectúa más fácilmente con una construcción de este tipo.

5 Otros dispositivos para la agitación de productos comestibles, que tienen más o menos las mismas desventajas, se describen en los documentos de las patentes WO 2004/043213 1A ó DE 196 24 648 A1.

Otros sistemas de agitación del tipo de acoplamiento

10 magnético están descritos en los documentos US 2 932 493, DE 1 131 372, US 4 537 332 y US 6 712 497 pero ninguno de ellos proporciona soluciones adecuadas para la producción de una espuma de calidad en un corto tiempo e higiénicamente. El modelo de utilidad DE 89 15 094 se refiere a un bote para la dispensación de una bebida a base de leche. El bote comprende unos medios de refrigeración y unos medios de convección forzada en forma de un rotor magnético. Dicho dispositivo no es adecuado para convertir el líquido en una espuma sino que simplemente mantiene la uniformidad del

20 líquido a la temperatura de refrigeración para su conservación. La patente US 3 356 349 se refiere a un dispositivo de agitación que comprende un depósito con calefacción, medios de accionamiento magnético colocados debajo del depósito para el accionamiento de un cubo colocado en el centro del depósito. El cubo está asociado con un elemento de agitación el cual está desplazado con respecto al cubo, lo cual

ocasiona que el elemento tenga un movimiento oscilatorio.

Dicho principio de agitación puede crear una pérdida de acoplamiento magnético a causa del alto momento de inercia generada por la posición desplazada de los medios de agitación con respecto al eje de rotación de los medios de 5 accionamiento. Este problema aumenta al aumentar la velocidad. Dicho dispositivo de agitación puede por lo tanto trabajar para agitar ciertos líquidos u otras substancias a baja velocidad pero puede que no sea adecuado para convertir el líquido en una espuma a una velocidad lo suficientemente alta. Incidentalmente, el documento no menciona la conversión de un líquido en una espuma empleando este dispositivo.

Es por lo tanto un objetivo principal de esta invención, el disminuir las desventajas de la técnica anterior, proponiendo un aparato más adecuado para la producción de espumas a partir de un líquido alimenticio a base de leche, particularmente para producir una bebida....

1. Aparato (1) para la preparación de espuma a partir de un líquido a base de leche o leche, que comprende: un depósito (21) para recibir el líquido que debe 5 espumarse, en dicho líquido, está posicionado un agitador

rotativo (4), un cuerpo central (20) asociado al depósito (21); medios (5) de accionamiento del agitador (4); medios de calefacción (7) asociados al depósito (21) para calentar el líquido en el tanque y medios de control (8) para activar los medios de calefacción (7) durante la agitación, el aparato (1) comprende además medios de suministro de energía eléctrica (3) para suministrar energía eléctrica a los medios de accionamiento (5);

15 los medios de accionamiento (5) y el agitador (4) están configurados de tal forma que el agitador (4) está accionado con el fin de generar espuma, mediante un efecto de accionamiento magnético, por los medios de accionamiento (5), sin un elemento de conexión mecánica que se introduzca a través de la pared del depósito, caracterizado por el hecho de que unos medios de perturbación están provistos para romper o evitar una circulación simétrica del líquido alrededor del eje central vertical del depósito y que comprende unos medios de accionamiento (5) que producen por lo menos un campo magnético que está desplazado respecto al eje central vertical del depósito (21) y por el hecho de que los medios de control (8) están configurados de tal forma

para accionar dichos medios de accionamiento (5), y por lo

tanto accionar magnéticamente dicho agitador (4) a una velocidad suficientemente elevada para convertir dicho líquido en espuma mientras se está calentando.

2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que un elemento agitador de posicionamiento (6) está configurado para posicionar el agitador (4), en acoplamiento con dichos medios de accionamiento (5), a lo largo de un eje de rotación que está desplazado respecto al eje central vertical del depósito (21) de manera que el agitador (4), cuando se acciona rotacionalmente alrededor de dicho eje desplazado de rotación, produce una circulación no coaxial del líquido respecto a dicho eje central vertical.

3. Aparato según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que, el elemento de posicionamiento es un saliente (60) ó un rebaje formado en la superficie interna del depósito y tiene por lo menos una forma que más o menos complementa la del agitador (4) de manera que aloja a este último en acoplamiento de rotación.

4. Aparato según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que, el resalte (60) ó rebaje y el fondo del depósito forman juntamente una pared de una sola pieza.

5. Aparato según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado por el hecho de que, el agitador (4) tiene una forma anular, con una ranura central (40) configurada para encajar con el resalte (60), proyectándose dicho resalte (60) desde el fondo del depósito (21) hacia el interior del mismo (INT), teniendo dicho agitador (4) por lo menos una porción dominada

magnéticamente, posicionada cerca de la periferia de dicha

ranura central.

6. Aparato de acuerdo con la reivindicaciones 3, 4 o 5, caracterizado por el hecho de que, los medios de accionamiento (5) comprenden una porción de accionamiento magnético (50) que se acopla sobre la cara externa (EXT) del depósito (21) y en el interior del resalte (60) con el fin de colaborar con por lo menos dicha porción dominada magnéticamente del agitador (4), dicha porción de accionamiento magnético (50) está hecha para rotar mediante un eje asociado con un motor eléctrico.

7. Aparato según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que, el agitador (4) tiene una parte periférica (44), que posee elementos de agitación (45).

8. Aparato según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que, los elementos de agitación (45) consisten en uno o varios de los siguientes elementos: espiras de alambre conformado toroidalmente (45), hélices, palas, rejas o agujas.

9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, los medios de perturbación comprenden un depósito (21) la configuración del cual es no cilíndrica respecto al eje central vertical.

10. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, los medios de perturbación comprenden paredes y/o otros obstáculos que se extienden en relieve en el depósito (21) de una forma que están desplazados respecto al eje central vertical.

11. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones

anteriores, caracterizado por el hecho de que, los medios de perturbación comprenden medios de control (8) programados para desviar la dirección de rotación del agitador (4) varias veces mientras el líquido se espuma.

12. Aparato según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, el depósito

(21) tiene una superficie para recibir el líquido (210, 211) constituida por lo menos de un fondo y de bordes doblados hacia arriba, formados como una sola pieza.

13. Aparato según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que, dicha superficie de recepción (210, 211) no tiene ninguna junta o línea de conexión discontinua ni tiene ninguna línea que delimite un orificio cualquiera.

14. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, los medios de calefacción (7) comprenden unos elementos de resistencias de calefacción eléctricamente aislados (71), en contacto con por lo menos el fondo del depósito (21).

15. Aparato según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que, los medios de calefacción (7), consisten por lo menos en un circuito de calefacción del tipo "película gruesa", en contacto con la superficie externa del depósito (21).

16. Aparato según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que, los medios de calefacción (7) consisten en:

- elementos a base de resistencias de calefacción (7)

del tipo resistor blindado en contacto con la pared, o

- unos medios de calefacción por inducción o

infrarrojos, - o una combinación de estos medios.

17. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, comprende un montaje de conexión eléctrica inalámbrica (9) que permite que el cuerpo central (20) y el depósito (21) por un lado estén conectados, y por otro lado estén conectados a un soporte base de suministro de energía eléctrica (3) que puede estar conectado a los medios.

18. Aparato según la reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que el conjunto de conexiones inalámbricas comprende un primer conector, fijado al fondo del cuerpo central (20), y un segundo conector fijado al soporte base de suministro de energía (3), estando conectados entre sí los dos conectores eléctricamente con el fin de suministrar energía a los medios eléctricos del cuerpo central (20), mientras el cuerpo central (20) está apoyado sobre el soporte base (3).

19. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, los medios de control (8) comprenden un sensor de temperatura asociado a los medios de calefacción (7), en donde los medios de control

(8) están configurados para interrumpir el suministro de electricidad a los medios de calefacción (7) en un punto preajustado de la temperatura, el cual se determina de forma que el líquido se caliente por debajo de su punto de ebullición y durante el tiempo que se ha predeterminado.

20. Método para la preparación de una espuma, a partir de un líquido alimenticio a base de leche, en un aparato que comprende:

- un depósito (21) para recibir el líquido que debe 5 espumarse, en dicho líquido está posicionado un agitador rotativo,

- medios magnéticos para accionar el agitador (4) sin la intrusión de un elemento de conexión del agitador a través del depósito,

10 -medios de suministro de energía eléctrica para suministrar energía eléctrica a los medios de accionamiento rotativos, caracterizado por el hecho de que dicho método consiste, entre todo, en accionar el agitador (4) mediante un efecto magnético de accionamiento, alrededor de un eje de rotación desplazado respecto al eje central vertical del depósito y a una velocidad suficientemente elevada para convertir el líquido en espuma y en calentar el líquido durante la agitación.

21. Método según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que el calentamiento se lleva a cabo por la aplicación directa y distribuida de elementos de calefacción

(7) sobre la superficie externa del depósito (21).

22. Método según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que la distribución de los elementos de calefacción (7) produce una densidad de potencia eléctrica en la superficie calentada de entre 15 y 25 watios por cm2 con un área de cubrimiento de la superficie calentada por los elementos de calefacción (7) de por lo menos el 40%.

23. Método según la reivindicación 20, 21 o 22, caracterizado por el hecho de que el agitador (4) se acciona rotacionalmente a una velocidad de por lo menos 1500 revoluciones/minuto.