Sistema automático de confeção de espuma de leite para bebidas com café: tubo de Venturi, controlo e interação

Abstract

Apreciado em todos os continentes e confecionado através das mais diferentes técnicas, o café é a terceira bebida mais consumida a nível mundial. A indústria do café movimenta milhões de euros em todo o mundo e em Portugal estão presentes inúmeras empresas nacionais e internacionais. Nos anos 70, surgiu em Aveiro, uma empresa que atualmente se foca no desenvolvimento de máquinas de café expresso para estabelecimentos comerciais: a Fiamma. A estratégia da empresa está centralizada na inovação tecnológica e, assim, surgiu a ideia de desenvolver um sistema de confeção de espuma de leite para bebidas de café. Ao longo dos últimos anos, este tipo de bebidas, tem vindo a aumentar a sua popularidade e, nos dias hoje, lattes e cappuccinos são uma grande percentagem de todas as bebidas vendidas, à base de café. Os dispositivos mais populares de confeção de espuma de leite são manuais e o seu manuseamento requer alguma prática e formação. Neste contexto, surgiu a oportunidade da Fiamma colaborar com a Universidade de Aveiro no desenvolvimento de um equipamento automático de confeção de espuma de leite. Deste modo, este projeto aborda quais os equipamentos disponíveis no mercado e o desenvolvimento deste sistema, que deve cobrir as limitações dos anteriores. Assim, este equipamento deve ser capaz de produzir espuma de leite com a temperatura, consistência e com o fluxo que o utilizador preferir e deve possuir uma interface de utilizador simples e interativa. Mais especialmente, neste documento serão discutidas, primeiramente, as diferentes arquiteturas do sistema testadas e será feito um levantamento dos componentes necessários, para o bom funcionamento do equipamento. Numa abordagem mais prática, este projeto foca-se no desenvolvimento da peça responsável pela produção da espuma de leite, o tubo de Venturi, no controlo do motor responsável pelo bombeamento do leite, no controlo do componente responsável por fazer entregar espuma de leite fria ou quente, à saída do sistema (bypass), e, por fim, no sistema de doseamento do equipamento. Depois de discutidas as soluções implementadas para os tópicos apresentados, será desenvolvida a interface do sistema (display) e serão analisadas as suas características e o funcionamento de todo os sistemas. Para terminar, será feito um levantamento dos resultados obtidos, das características do sistema e será feita uma análise critica aos pontos onde o equipamento poderá requerer upgrades, para poder ser uma solução eficaz na confeção de espuma de leite de forma automática.

Coffee is the third most popular beverage and is enjoyed in every continent of the world, with different techniques. The industry moves thousands of euros all around the world and the country of Portugal is home to various national and international coffee related companies. In the 70's, in the city of Aveiro, a company that currently focuses on the development of espresso machines for business establishments emerged: Fiamma. The company's business strategy is focused on technological innovation and, thus, the idea to develop an automatic system capable of making milk foam for coffee drinks arose. Over the past few years, this type of drink has grown in popularity and today, lattes and cappuccinos represent a large percentage of all coffee beverages sold. The most popular milk frothers are manual and knowing how to use and handle them correctly requires practice and training. Therefore, the opportunity for Fiamma to collaborate with the University of Aveiro in the development of an automatic milk frother emerged. As a result of this, this project addresses the equipments and devices already available in the market and their flaws, as well as the partial development of this system. The automatic milk frother must be capable of making milk foam at the right temperature, consistency and ow that the user prefers. In addition, an interactive, simple and intuitive interface is important and required for the project. Furthermore, in this document it will be discussed the different possible architectures tested and all the elements necessary for the proper behavior and functioning of the properties of the system. Afterwards, in a more practical approach, this project will focus on the development of the element responsible for producing milk foam (Venturi's Tube), the control of the pump-motor responsible for pumping the milk throughout the tubes, the control of the element that delivers hot or cold froth, depending on the user's preference (bypass), and, finally, the equipment's dosing system. After a discussion regarding the solutions implemented, the system's interface will be developed and implemented (display), and it's characteristics are going to be analyzed critically, as well as the functioning of the entire system. In conclusion, the results and the system's proprieties are going to be analyzed and, finally, in order to be an effective solution in the automatic production of milk foam, possible future work and upgrades are going to be listed.