Brevet FR2236456A1 — publié le 19750207

a présente invention a pour objet un nouveau procédé d'infusion du café permettant notamment d'éviter l'utilisation d'un filtre et les incon vénients de nettoyage périodique qui en résultent. Ce procédé est basé sur la centrifugation simultanée de café moulu à la finesse requise et d'eau portée préalablement à sa température d'ébullition, cette centrifugation se faisant à l'intérieur d'une enceinte tournante dont le volume intérieur est de révolution et présente à sa péri phérie une arête vive circulaire, ladite enceinte étant constituée par deux surfaces de révolution appliquées l'une contre l'autre sur une aire annulaire dé coopération de préférence horizontale et de faible épaisseur radiale et au voisinage de ladite arête vive suivant laquelle se raccordent les parois in ternes desdites surfaces. Quand cette enceinte de centrifugation tourne, mais ne contient encore ni café moulu, ni eau, les deux surfaces précitées sont appliquées l'une contre l'autre de façon étanche. En raison de l'utilisation d'un maté riau élastique légèrement déformable pour constituer l'une des deux surfaces précitées, lesdites surfaces s'écartent faiblement l'une de l'autre de façon telle que la café moulu, tassé et coincé sous l'effet de la force centrifuge contre ladite arête vive suivant laquelle se raccordent lesdites surfaces, ne puisse entre entraîné par l'eau simultanément soumise à l'action de cette force centrifuge, et que le café résultant de l'infusion du café moulu dans cette eau, puisse s'échapper au contraire par le petit espace ainsi créé entre lesdites surfaces et dont la dimension peut varier par exemple entre O et 5 dixièmes de millimètre, et etre recueilli dans une goulotte annulaire munie d'au moins un conduit de descente par gravité, permettant de remplir de café, soit des tasses individuelles, soit un récipient quelconque permettant de transporter ce café jusqu'au lieu de consommation. Il y a lieu de remarquer qu'un résultat sensiblement identique peut être obtenu en utilisant deux surfaces absolument rigides et séparées l'une de l'autre par des cales d'épaisseur très faible, réglable en fonction de la finesse de mouture adoptée, de façon à empêcher tout entraînement de marc dans la goulotte annulaire précitée. Dans un mode préféré de réalisation, le dispositif de mise en rotation des deux surfaces précitées, est conçu de façon à ne provoquer l'alimentation de ladite enceinte qu'après application étanche de l'une des surfaces précitées sur l'autre, obtenue par la montée d'un élément comportant un cône creux ayant son sommet tourné vers le haut, et entraîné vers le haut sous l'action de billes se déplaçant radialement sous l'effet de la force centrifuge, vers la périphérie d'un support inférieur, dès que ledit support se trouve entraîné en rotation, l'arret de la centrifugation simultanée de l'eau et du café pouvant etre obtenu par simple freinage dudit support inférieur, exercé éventuellement de façon périodique, freinage provoquant cement radial desdites billes vers le centre, et la descente correlative l'élément comportant iedit c8oe creux, avec ouverture périphérique consécutive de ladite enceinte sous l'effet conJugué d'un ressort tendant à s'opposer à l!application desdites surfaces l'une sur l'autre, et de la forcie centrifuge s'exerçant sur la masse de café moulu préalablement tassée à la périphérie de ladite enceinte. Pour la commodité de l'utilisateur, l'ouverture périphérique de ladite enceinte qui suit la descente de cette dernière, se produit lorsque ladite arrête vive se trouve au niveau d'un bac à marc se trouvant au-dessous de ladite goulotte, et dans lequel le café est alors projeté sous l'effet de la force centrifuge, cette aescente pouvant etre limitée à des intervalles de temps tres courts dans le cas de marche en continu, des dispositifs automatiques permettant d'amener simultanément les quantités d'eau et de café moulu nécessaires, pendant la première partie de l'intervalle de temps séparant deux descentes successives de ladite enceinte. Dans une réalisation particulièrement intéressante pour l'utili - t sateur, le café est stocké en grains à la partie supérieure du dispositif prévu pour la mise en oeuvre dudit procédé, et la partie supérieure de l'axe d'entraînement en rotation du dispositif de centrifugation.de ladite enceinte est usinée de façon à former une vis de broyage, de préférence de pas progressivement croissant vers le haut, et qui coopère avec une enceinte de broyage de forme générale cOnique et de section horizontale décroissante vers le bas Des dispositifs d'automaticité de types connus, permettent de doser simultanément la quantité de café en grains admise dans l'enceinte de broyage, et la quantité de café moulu admise dans l'enceinte de centrifugation, ces dosages pouvant se faire périodiquement au moyen d'un programmeur dans le cas de marche en continu. L'eau bouillante est obtenue de préférence au moyen d'une résistance électrique chauffante de type thermo-plongeur, l'eau entourant cette résistance, et qui s'échauffe à son contact, étant admise dans enceinte de ce thermo-plongeur avec un débit convenable par l'intermédiaire d'un clapet s'opposant au retour d'eau chaude ou de vapeur d'eau par la canalisation d'admission d'eau froide, ladite enceinte étant parfaitement étanche et provoquant, lors de l'ébullition de l'eau qui s'y trouve, une montée d'eau bouillante jusqu'a un niveau suffisant pour qu'elle puisse se déverser par gravité à l'intérieur de ladite enceinte de centrifugation, Les caractéristiques de la présente invention seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit d'un mode de rSalisation d'ensemble de cafetière électrique et dispositif de broyage suivant l'invention, mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et décrit en se référant au dessin annexé dont - la figure 1 est une coupe diamétrale par l'axe du dispositif de centrifugation au début de la phase de broyage du café, montrant l'enceinte de centrifugation précitée, la goulotte annulaire de collecte du café chaud, un bac à marc logé au-dessous de ladite goulotte et permettant la vidange éventuellement périodique de ce bac dans un tiroir amovible --la figure 2 montre en coupe une partie du dispositif de la figure 1 pendant la phase de filtrage du café - la figure 3 montre en coupe une partie du meme dispositif de filtrage pendant la phase d'éjection du marc, - la figure 4 montre en coupe partielle une partie du meme dispositif de filtrage retournant à la position de repos. On voit sur la figure l,une trémie 1 destinée à etre remplie de café en grains pouvant descendre par gravité dans une enceinte de broyage 2 de volume réglable au moyen d'une trappe orientable 3, enceinte où ce café en grains est soumis à llaction d'une vis de broyage 4 formant la partie supérieure d'un axe vertical 5 commandant la rotation, à une vitesse relativement élevée, d'une enceinte de centrifugation 6 constituée par une paroi conique supérieure 7 et par une-paroi inférieure plane 8 formant ressort et pouvant s'appliquer contre le bord inférieur de la surface conique 7 lors de la rotation d'un support inférieur 9 monté fou sur l'axe 5. Ce support inférieur 9 est muni de billes-lO, qui, sous l'effet de la force centrifuge, tendent à s'éloigner de l'axe 5, et à monter simultanément le long de rampes 11, ce double mouvement provoquant la montée d > un élément intermédiaire 12 comportant un cône creux 12a, dont la paroi coopère avec lesdites billes 10. L'élément 12 en position basse, est entraîné en rotation par sa partie supérieure par frottement dlun élément supérieur 13 claveté en 14 sur l'axe Set solidaire du disque 8. La clavette 14 permet une montée de l'élément 13 le long de l'axe 5, et la montée corrélative du disque ressort 8, ainsi que du cdne 7, contre le bord inférieur 7a duquel-vient s'appliquer ce disque 8. On remarquera, que dès que la rotation du support inférieur 9 est freinée par sa périphérie au moyen d'un dispositif 15, les billes 10 se rapprochent de l'axe 5, I'élément 12 descend en permettant également la descente de l'élément 13 et du disque ressort 8. Quant au cane 7, il est également renvoyé vers le bas sous l'ef- fet d'un ressort 16 prenant appui contre la paroi inférieure d'unie butée à bil les 17 formant palier de rotation de l'axe 5 et de la vis de -broyage 4, et qui est maintenue en place, à la partie supérieure d'une goulotte annulaire 18, par l'intermédiaire d'une entretoise 19. L'axe 5 est entraîné par l'intermédiaire de de pignons d'angle 20, à partir d'un moteur 21 représenté schématiquement sur le dessin. La platine 22 qui supporte ce moteur, supporte également un élément chauffant 23 du type à thermo-plongeur, recevant de façon continue ou discontinue, de l'eau provenant d'un réservoir 24, et qui arrive par l'in termédiaire d'une canalisation 25 munie d'un clapet 26 interdisant tout retour par ladite canalisation d'eau échauffée au contact du thermo-plongeur de l'élément chauffant 23. Lorsque l'eau ainsi acheminée à une vitesse appropriée atteint la température d'ébullition nécessaire pour l'infusion du café, la vapeur d'eau qui se trouve dans l'élément chauffant étanche 23, provoque le refoulement de cette eau vers le haut par la canalisation 27, jusqu'à un niveau maximum 27a, d'où elle redescend par gravité, par un conduit 28, à l'intérieur de l'enceinte constituée par le cOne 7 et le disque ressort 8. I1 est facile de comprendre que l'eau traversant le café rassem blé à la périphérie de l'enceinte const-ituée par ledit cbne 7 et ladite lame ressort 8, exerce- sur le disque 8 une pression suffisante pour permettre,dans position haute de ladite enceinte, l'éjection du café dans la goulotte annu laire 18, d'où ce café descend par gravité par au moins un conduit 29. Sous la goulotte 18 se trouve un bac à marc 30, dans lequel est éjecté le marc dans la position basse de l'enceinte de centrifugation précitée, qui est visible sur le dessin. Ce bac à marc communique par des orifices oudes -conduits de pré férence verticaux, avec un tiroir 31 permettant de vider périodiquement ledit bac. On voit sur la figure 1 que le café en grains est d'abord broyé par la vis de broyage 4 solidaire de l'axe vertical- 5. La mouture sort par l'ouverture 19a de l'entretoise 19, tombe dans l'enceinte de centrifugation grâce aux ouvertures 7b du cOne 7. Comme il a été représenté sur la figure 2, simultanément les billes 10 entraînées vers l'extérieur par la force centrifuge repoussent vers le haut l'élément intermédiaire 12 et l'élément sup8rieur 13. Le café moulu 32 est tassé sous le forme d'un anneau entre le cOne 7 et la lame res sort 8. L'eau chaude délivrée par le conduit 29 traverse le café moulu tassé 32 et du café est projeté dans la goulotte 18. Ensuite, ce qui est représenté sur la figure 3 est l'éjection du marc hors de l'enceinte de centrifugation due d-la descente du cbne et de la lame-ressort provoquée par le freinage 15. La descente du cône 7 s'effectue plus lentement que celle de la lame ressort 8 > ce qui permet une éjection fa- cils du marc. La figure 4 montre le cône7 etla lame-ressort8 en fin d'opération. Ceux-ci we rapprochent en tournant à des vitesses différentes, ce qui décolle par frottement les dernières particules de marc restant au niveau de l'espace annulaire entre 1t cOns 7 et la lame-ressort 8. On a produit un excellent café avec le dispositif décrit cidessus. Le café en grains normalement torréfié utilisé, a été moulu dans ce dispositif à une valeur de mouture habituelle, la plupart des particules de café présentant ainsi un diamètre voisin de deux dixièmes de millimètre. I1 a été ensuite filtré comme il a été décrit précédemment. On a pu observer que l'écartement du cône 7 et de la lame-ressort 8 a été maximal en fin de filtration centrifuge et qu'il a pris la valeur maximale de 2 dixièmes de millimètre. On nta cependant pas trouvé de marc dans le café projeté dans la goulotte annulaire 18 et recueilli à l'extrémité du conduit 29. L'eau introduite dans l'enceinte tournante par le conduit 28 a été récupérée immédiatement dans la goulotte 18 sous forme de café, dans le tassé fonctionnement préféré du dispositif précité. Le café mouludans l'enceinte de centrifugation est alors toujours"pratiquement"sec, ce qui évite l'entratnement de marc dans le café qui se produit quand le débit en eau chaude du conduit 29 excede la capacité de centrifugation de l'enceinte tournante 6: Il est bien entendu que l'on peut apporter au mode de réalis- tion qui vient d'etre décrit divers changements, perfectionnements ou additions, et que l'on peut remplacer certains éléments par des éléments équivalents sans altérer pour cela l'économie générale de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Nouveau procédé d'infusion de café caractérisé par le fait qu'on effectue cette infusion à l'intérieur d'une enceinte tournante de centrifugation dont le volume intérieur est de révolution et présente à sa périphérie une arête vive circulaire, laditevenceinte-étant constituée par deux surfaces de révolution de profils respectifs différents, appliquées l'uns contre l'autre sur une aire annulaire de coopération de préférence horizontale et de faible épaisseur radiale, et au voisinage de ladite arête vive suivant laquelle se raccordent les parois internes desdites surfaces, de façon à provoquer, par l'action de la force centrifuge, un tassement suffisant du café moulu contre ladite arête vive de raccordement, et à permettre à l'eau simultanément soumise à l'action de cette force centrifuge, de traverser ce café moulu et de sortir de ladite enceinte à travers un faible espace séparant les bords desdites surfaces sans entratner ledit café moulu ; -et qu'on recueille le café ainsi obtenu par infusion, après son passage à travers ledit espace, dans une goulotte annulaire placée au niveau de ladite aire annulaire de raccordement, et à l'int8rieur de laquelle ce café est projeté par ladite force centrifuge de façon continue ou discontinue, avant de descendre par gravité, par l'intermédiaire d'au moins un conduit d'écoulement vers le bas. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on réalise l'application desdites surfaces de révolution l'une contre l'autre en provoquant leur montée simultanée, au moyen d'un élément solidarisé en rotation avec un axe vertical commandé par un moteur- et avec ladite surface inférieure, mais susceptible de se déplacer verticalement-le long de cet axe, ledit élément se trouvant soulevé par un élément médian monté fou sur ledit axe de rotation, et comportant un cône creux ayant son sommet tourné vers le haut, et coopérant avec les billes d'un support inférieur également monté fou, mais immobilisé à un niveau fixe, support comportant des évidements radiaux permettant le déplacement vers la périphérie d'au moins trois billes équidistantes, sous l'ef- fet de la force centrifuge due à la rotation simultanée des trois éléments préc cités, déplacement qui provoque à son tour la montée simultanée desdits éléments médian et supérieur ; qu'on agit sur un dispositif de freinage périphérique dudit dit support inférieur de billes, pour provoquer, au moment voulu, la descente de ladite enceinte et de ladite arête vive, au niveau d'un bac à marc logé audessous de ladite goulotte annulaire, ét comportant de préférence des orifices d'écoulement par gravité de ce marc à l'intérieur d'un- tiroir amovible permettant de vider périodiquement- ledit bac ; et qu'on utilise la différence dé vitesse entre les deux surfaces de révolution précitées pendant la descente de ~ces surfaces, pour assurer l'auto-nettoyage de ladite aire annuaire. 3 - Procédé suivant I'une- quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on utilise l'extrémité supérieure de l'axe vertical de mise en rotation des deux surfaces de révolution précitées conne vis de broyage de café en grains introduit dans une enceinte de broyage fixe de forme générale conique entourant cette vis et présentant une section progressivement décroissante vers le basai et qu'on entrains ladite vis de broyage en synchronisme avec la surface inférieure précitée de ladite enceinte, au moyen d'un moteur placé à la partie inférieure du dispositif de mise en oeuvre dudit procédé. 4 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qulil comporte en combinaison un moteur d'entrainement d'un axe vertical, une enceinte de centrifugation dudit café moulu entraînée par ledit axess et une goulotte annu- laire de collecte du café obtenu par infusion. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite enceinte de centrifugation est formée par deux surfaces de révolution indéformables, maintenues constamment écartées l'uns de l'autre par au moins trois cales de préférence équidistantes et d'épaisseur comprise entre 0 et 5 dixièmes de millimètre. 6 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'une desdites surfaces de révolution est en un matériau déformable, de façon à permettre la création dudit espace entre les bords de ces surfaces, sous l'effet du tassement dudit café moulu contre ladite arête vive, dA à l'action de la force centrifuge, ledit espace ayant une épaisseur de préférence comprise entre 0 et 5 dixièmes de millimètre. 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite surface supérieure de révolution est de forme générale conique, et présente un bord inférieur horizontal, d'épaisseur radiale non négligeable; et que ladite surface inférieure de révolution est un disque plan aisément déformable sur sa périphérie et présentant un effet de ressort tendant à s'opposer à la création dudit espace. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, permettant la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 2, et caractérisé par le fait qu'il comporte en outre : un dispositif constitué par trois éléments superposés, dont deux montés fous sur ledit axe vertical, et dont l'élément inférieur est muni d'évidements radiaux disposés régulièrement et contenant des billes suscepti- bles, sous lteffet de la force centrifuge, de provoquer la montée des deux autres éléments superposés ; et un bac à marc logé au-dessous de ladite goulotte annulaire. 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4, 5 6, 7 et 8, pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 3 et caractérisé par le fait que l'extrémité supérieure dudit axe vertical est munie d'un filetage à pas décroissant vers le haut, de façon à former vis de broyage et coopérer avec une enceinte de broyage fixe de forme générale conique, entourant cette vis, et de section pro-gressivement décroissante vers le bas, enceinte pouvant être alimentée au moment voulu en café en grains à partir d'une trémie placée au-dessus de ladite enceinte.