Sistema de creación de espuma en la leche.

Un sistema (1) de creación de espuma en la leche, que comprende:

- un conducto de agua (10) que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente:

- un depósito de agua (11);

- una bomba (12);

- un calentador (15), configurado para evaporar el agua en el conducto de agua; y

- un nodo de mezcla (31);

- un conducto de aire (20) que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente:

- una entrada de aire (21);

- una primera válvula de retención (22);

- una segunda válvula de retención (24); y

- el nodo de mezcla (31);

- un conducto de vapor/aire (30) que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente:

- el nodo de mezcla (31); y

- un dispositivo de creación de espuma (32);

- un recipiente de expansión (60) que comprende una cámara de agua y una cámara de aire, conectándose dicha cámara de agua a un punto del conducto de agua (10), corriente abajo de la bomba (12) y corriente arriba del calentador (15), y conectándose dicha cámara de aire a un punto del conducto de aire (20), corriente abajo de la primera válvula de retención (22) y corriente arriba de la segunda válvula de retención (24) proporcionadas en su interior.

Sistema de creación de espuma en la leche Campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema de creación de espuma en la leche para producir espuma de leche evaporada, cuyo sistema puede usarse con o integrarse en una máquina de café tal como, en particular, una máquina exprés del tipo de tanque o depósito (de agua) .

Antecedentes Una máquina de café puede estar equipada con un sistema de creación de espuma en la leche para preparar tipos de café que incluyen espuma de leche evaporada, tal como, por ejemplo, un capuchino o un café latte. El fin general

del sistema de creación de espuma en la leche en tal máquina es preparar o ayudar en la preparación de una espuma de leche compuesta de burbujas pequeñas (preferiblemente de un micro-tamaño) y que tienen una temperatura en un intervalo de aproximadamente 50-70 º C.

Los sistemas conocidos de creación de espuma en la leche, tal como, por ejemplo, los descritos en el documento EP2025270 A2, pueden crear espuma en la leche mezclando vapor, aire y leche mediante un tubo de Venturi. Después, el vapor se hace pasar a través del tubo de Venturi, creando una caída de presión en su interior que se usa para succionar tanto el aire atmosférico como la leche a través de una línea de suministro de aire y una línea de suministro de leche respectivamente. La cantidad de leche y aire que se succiona se controla por medio de restricciones de dosificación en las respectivas líneas de suministro. Este enfoque es favorable desde el punto de vista de los costes de fabricación ya que puede requerir una única bomba, que generalmente funciona con energía eléctrica, para proporcionar un generador de vapor con agua que hay que vaporizar y mantener el sistema debidamente presurizado. Sin embargo, por desgracia, el proceso de mezcla dentro del tubo de Venturi puede ser violento y errático de alguna manera, como resultado de qué residuos de leche pueden acabar dentro de manera no intencionada y reducir adicionalmente la restricción de dosificación en la línea de suministro de aire. Finalmente, la restricción de dosificación de aire puede incluso bloquearse en su conjunto, en cuyo caso el sistema de creación de espuma en la leche dejará de funcionar.

Una alternativa al succionar aire atmosférico en un tubo de Venturi que funciona con vapor es meter a la fuerza aire comprimido dentro de la línea de vapor que conduce al Venturi, cuyo Venturi puede usarse entonces exclusivamente para succionar leche. El uso de aire comprimido puede prescindir de la necesidad de una restricción de dosificación de aire vulnerable, ya que puede usarse una bomba o compresor de aire separado tanto para comprimir como para medir el suministro de aire. Sin embargo, una bomba extra también aumentaría los costes de fabricación de un sistema de creación de espuma en la leche y, por consiguiente, haría que esta alternativa fuera menos ventajosa.

Es un objeto de la presente invención superar o mitigar las desventajas antes mencionadas de los sistemas conocidos de creación de espuma en la leche y proporcionar un sistema de creación de espuma en la leche que sea viable fabricar desde el punto de vista económico en el que se minimiza el riesgo de congestión de una línea de suministro de aire mediante residuos de leche.

Sumario de la invención Un aspecto de la presente invención se refiere a un sistema de creación de espuma en la leche. El sistema de creación de espuma en la leche puede incluir un conducto de agua que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente un depósito de agua; una bomba; un calentador o termobloque, configurado para evaporar agua en el conducto de agua; y un nodo de mezcla. El sistema puede incluir además un conducto de aire que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente una entrada de aire; una primera válvula de retención; una segunda válvula de retención; y el nodo de mezcla. El sistema también puede incluir un conducto de vapor/aire que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente el nodo de mezcla y el dispositivo de creación de espuma. El sistema de creación de espuma en la leche puede 55 incluir adicionalmente un recipiente de expansión, que tiene una cámara de agua y una cámara de aire, conectándose dicha cámara de agua a un punto del conducto de agua corriente abajo de la bomba y corriente arriba del calentador y conectándose dicha cámara de aire a un punto del conducto de aire corriente abajo de la primera válvula de retención y corriente arriba de la segunda válvula de retención proporcionada en su interior.

El sistema de creación de espuma en la leche divulgado funciona en dos ciclos alternos: un ciclo de creación de espuma y un ciclo de descanso. Durante el ciclo de creación de espuma, la bomba funciona para proporcionar flujos de vapor y aire al nodo de mezcla para generar una mezcla de vapor/aire que se suministra posteriormente al dispositivo de creación de espuma para la producción de espuma en la leche. El vapor se genera a medida que la bomba desplaza agua líquida desde el depósito de agua, por medio del conducto de agua, al calentador, que, por 65 medio del mismo conducto de agua, está en comunicación fluida con el nodo de mezcla dispuesto corriente abajo del mismo. El flujo de aire comprimido hacia el nodo de mezcla se efectúa mediante un recipiente de expansión de dos cámaras que está dispuesto entre el conducto de agua y el conducto de aire. Cuando la bomba funciona para desplazar agua desde el depósito de agua al calentador, también bombea agua a la cámara de agua del recipiente de expansión. Esto provoca que el aire en la cámara de aire del recipiente de expansión se comprima y se le obligue a salir a través del conducto de aire hacia el nodo de mezcla. Durante el ciclo de descanso, la bomba no funciona y

la cámara de aire del recipiente de expansión puede vaciarse y despresurizarse. Esto da tiempo a la cámara de aire del recipiente para recibir aire fresco por medio de la entrada de aire o el conducto de aire, recargándola de manera eficaz para un próximo ciclo de creación de espuma. De esta manera, el sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con la presente invención usa ventajosamente solo una bomba (de agua) para suministrar simultáneamente tanto agua (en la forma de vapor) como aire al nodo de mezcla.

De acuerdo con una elaboración de la invención, el sistema de creación de espuma en la leche comprende además un conducto de reflujo de agua, que interconecta un punto del conducto de agua corriente abajo de la bomba y corriente arriba del calentador, una válvula de control de reflujo y un punto del conducto de agua corriente abajo del depósito de agua y corriente arriba de la bomba.

El conducto de reflujo de agua proporciona una desviación alrededor de la bomba, permitiendo que el agua de la cámara de agua del recipiente de expansión refluya hacia el depósito de agua durante un ciclo de descanso. La válvula de control de reflujo se configura para asegurar que el reflujo de agua ocurre solo durante un ciclo de descanso, es decir, cuando la bomba no funciona.

En una realización, la válvula de control de reflujo puede ser una válvula de tres puertos que funciona con presión de agua que está dispuesta en el conducto de agua en un punto corriente abajo de la bomba. Tal válvula puede fabricarse e implementarse de manera económica, en particular, por que no requiere un accionador eléctrico para funcionar, por ejemplo, un solenoide o un motor eléctrico.

En una realización ventajosa, la válvula de control de reflujo puede comprender una primera cámara de válvula, teniendo dicha primera cámara de válvula un primer puerto que está conectado a una sección corriente arriba del conducto de agua. Además, puede comprender una segunda cámara de válvula, teniendo dicha segunda cámara de válvula un segundo puerto y un tercer puerto, en el que el segundo puerto se conecta a una sección corriente abajo del conducto de agua y en el que el tercer puerto se conecta al conducto de reflujo de agua. La válvula de control de reflujo también puede comprender una restricción de flujo, que interconecta el primer puerto y el segundo puerto, de manera que el flujo de agua a través del conducto de agua da lugar a un diferencial de presión a lo largo de la restricción de flujo y entre las primeras y segundas cámaras de válvula. Una membrana móvil puede estar dispuesta como un cierre entre la primera cámara de válvula y la segunda cámara de válvula. La membrana puede ser capaz

de cerrar el tercer puerto bajo la influencia de un diferencial de presión provocado por un flujo de agua corriente abajo accionado por una bomba... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (1) de creación de espuma en la leche, que comprende:

- un conducto de agua (10) que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente:

- un depósito de agua (11) ;

- una bomba (12) ;

- un calentador (15) , configurado para evaporar el agua en el conducto de agua; y

- un nodo de mezcla (31) ;

- un conducto de aire (20) que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente:

-una entrada de aire (21) .

15. una primera válvula de retención (22) ;

- una segunda válvula de retención (24) ; y

- el nodo de mezcla (31) ;

- un conducto de vapor/aire (30) que, visto en una dirección corriente abajo del mismo, interconecta sucesivamente:

- el nodo de mezcla (31) ; y

- un dispositivo de creación de espuma (32) ;

- un recipiente de expansión (60) que comprende una cámara de agua y una cámara de aire, conectándose dicha cámara de agua a un punto del conducto de agua (10) , corriente abajo de la bomba (12) y corriente arriba del calentador (15) , y conectándose dicha cámara de aire a un punto del conducto de aire (20) , corriente abajo de la primera válvula de retención (22) y corriente arriba de la segunda válvula de retención (24) proporcionadas en su interior.

2. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

- un conducto de reflujo de agua (40) , que interconecta:

- un punto del conducto de agua, corriente abajo de la bomba (12) y corriente arriba del calentador (15) ;

- una válvula de control de reflujo (41) ; y

- un punto del conducto de agua, corriente abajo del depósito de agua y corriente arriba de la bomba (12) .

3. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que la válvula de control de reflujo (41) es una válvula de tres puertos que funciona con presión de agua y que está dispuesta en el conducto de agua (10) en un punto corriente abajo de la bomba (12) .

4. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la válvula de control

de reflujo (41) comprende: 45

- una primera cámara de válvula (45) , teniendo dicha primera cámara de válvula un primer puerto (49a) que está conectado a una sección corriente arriba del conducto de agua (10) ;

- una segunda cámara de válvula (46) , teniendo dicha segunda cámara de válvula un segundo puerto (49b) y un tercer puerto (49c) , en el que el segundo puerto se conecta a una sección corriente abajo del conducto de agua (10) , y en el que el tercer puerto (49c) se conecta al conducto de reflujo de agua (40) ;

- una restricción de flujo (44) , que interconecta el primer puerto y el segundo puerto, de manera que un flujo de agua a través del conducto de agua (10) da lugar a un diferencial de presión a lo largo de la restricción de flujo y entre la primera cámara de válvula (45) y la segunda cámara de válvula (46) ; y

- una membrana móvil (47) , dispuesta como un cierre entre la primera cámara de válvula (45) y la segunda

cámara de válvula (46) y capaz de cerrar el tercer puerto (49c) bajo la influencia de un diferencial de presión provocado por un flujo de agua corriente abajo impulsado por una bomba a través del conducto de agua (10) .

5. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la válvula de control de reflujo (41) comprende:

- una cámara de válvula (51) , teniendo dicha cámara de válvula:

- un primer puerto (52a) que está conectado a una sección corriente arriba del conducto de agua (10) ;

- un segundo puerto (52b) que está conectado a una sección corriente abajo del conducto de agua (10) ; y

- un tercer puerto (52c) que está conectado al conducto de reflujo de agua (40) , siendo dicho tercer puerto más ancho que dicho segundo puerto;

- un flotador (53) , dispuesto en la cámara de válvula (51) , y con unas dimensiones tales que puede cerrar el tercer puerto.

6. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el conducto de agua (10) incluye además una tercera válvula de retención (14) , dispuesta corriente abajo de la bomba (12) y corriente arriba del calentador (15) , teniendo dicha válvula de retención una presión de tarado que puede alcanzarse o sobrepasarse solo cuando la bomba (12) está operativa.

7. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el conducto de aire (20) incluye una restricción de dosificación de aire (23) , dispuesta entre la primera válvula de retención (22) y la segunda válvula de retención (24) .

8. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el conducto de agua incluye además una restricción de dosificación de agua (13) , dispuesta corriente abajo de la 15 bomba (12) y corriente arriba del calentador (15) .

9. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, configurado de manera que, durante el funcionamiento, el vapor y el aire se mezclan en el nodo de mezcla (31) en una proporción de caudal volumétrico de agua a caudal volumétrico de aire entre 1:5 y 1:15, determinándose dicha proporción de caudal volumétrico a presión y temperatura ambiente.

10. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la bomba (12) es una bomba de vibración.

11. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el dispositivo de creación de espuma (32) comprende un tubo de Venturi que tiene una línea de suministro de leche conectada al mismo en una porción restringida del mismo.

12. El sistema de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el 30 que el dispositivo de creación de espuma (32) comprende una lanceta de vapor.

13. Una máquina de café que comprende un sistema (1) de creación de espuma en la leche de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.