KR102648068B1 - 더블 에스프레소, 더블 룽고 및 더블 리스트레또와 같은 더블 음료를 제조하기 위한 캡슐, 시스템, 및 시스템의 용도 - Google Patents
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Abstract
더블 에스프레소(double espresso), 더블 룽고(double lungo) 및 더블 리스트레또(double ristretto)와 같은 더블 음료를 제조하기 위한 캡슐(4B), 시스템(1), 및 시스템의 용도가 제공된다. 캡슐(4B)은 평균 사용자에게 용이하게 허용가능한 형상 및 구성을 갖는 반면, 캡슐에 의해 획득될 수 있는 브루는 고품질 표준을 충족시킨다. 캡슐(4B)은 일 단부에서 반경방향 플랜지(14B)를 갖는 절두 원추형 캡슐 본체(6B), 본체(6B)를 폐쇄하고 플랜지(14B)에 연결된 포일 리드(12B), 및 캡슐 본체(6B) 및 포일 리드(12B)에 의해 경계지어지는 내측 공간(16B) 내에 수용되고 중량이 9 내지 13 g이고 (높이)/(최대 폭)의 비가 0.9 내지 1.2의 범위 내에 있는 커피 베드를 갖는다.
Description
본 발명은 커피 브루(coffee brew)를 브루잉(brewing)하기 위한 캡슐에 관한 것으로, 캡슐은
- 절두 원추형 캡슐 본체를 포함하고, 캡슐 본체는
- 컵 본체의 중심 축 주위에 연장되는 원주방향 측벽;
- 캡슐 본체의 제1 단부를 폐쇄하기 위해 측벽의 제1 단부와 연결되는 저부 벽; 및
- 원주방향 측벽의 제2 단부로부터 반경방향 외향으로 연장되는 플랜지를 포함하고;
캡슐은,
- 플랜지와 연결되는 포일 리드(foil lid); 및
- 캡슐 본체 및 리드에 의해 경계지어진 내측 공간 내에 수용되는 커피 분쇄물(grind)의 커피 베드(bed) - 커피 베드는 원주방향 벽의 제2 단부에서 컵 본체의 내경에 대응하는 최대 커피 베드 직경을 갖고, 내측 공간은 저부와 원주방향 측벽의 제2 단부가 연장되는 평면 사이의 최대 거리에 의해 한정되는 높이를 가짐 - 를 추가로 포함한다.
그러한 캡슐은 그와 같이 공지되어 있다. 이러한 공지된 캡슐은 제1 유형의 캡슐로 지칭되며, 캡슐마다 싱글 에스프레소(single espresso) 또는 싱글 룽고(lungo)를 제조하기 위해 약 5 내지 6 그램의 커피로 충전된다.
카페 스타일 에스프레소 메이커는 싱글 에스프레소와 더블(double) 에스프레소 둘 모두, 또는 싱글 룽고와 더블 룽고 둘 모두를 제조할 수 있다. 전형적으로, 바리스타는 더블 형태를 제조하기 위해 바스켓 내의 커피의 중량을 2배로 할 것이다.
최근에, 에스프레소 및 룽고, 및 선택적으로 리스트레또를 캡슐로부터 제조할 수 있는 가정용 주문식(on-demand, OD) 에스프레소 시스템이 널리 퍼져 있지만, 상기에 나타낸 바와 같이, 네스프레소(Nespresso) 시스템에 사용되고 이제 몇몇 제조업체에 의해 제조되는 것과 같은 표준 에스프레소 캡슐은 5 내지 6 g의 커피를 취하도록 설계되고, 더 많은 양을 취할 수 없다. 싱글 리스트레또 브루의 체적은 전형적으로 22 내지 28 ml의 범위에 있고, 더 바람직하게는 대략 25 ml이다. 싱글 에스프레소 브루의 체적은 전형적으로 35 내지 60 ml의 범위에 있고, 더 바람직하게는 대략 40 ml이다. 싱글 룽고 브루의 체적은 전형적으로 75 내지 115 ml의 범위에 있고, 더 바람직하게는 대략 80 ml이다.
다수의 캡슐 크기, 즉 싱글 음료를 위한 캡슐 및 더블 음료를 위한 더 큰 캡슐이 가능한 시스템을 생성하는 것이 바람직하다.
브루어(brewer) 시스템은 도 101 내지 도 108을 참조하여 후술된다. 표준/싱글 캡슐들의 크기는 주어진 것으로 상정되며, 전형적인 이들은 더 작은 '상부' 반경(1.1 cm), 더 큰 '저부' 반경(1.45 cm) 및 높이(2.45 cm)의 절두체이다. 캡슐은 물 입구를 생성하기 위한 액션으로 천공되는 상부 반경 위의 돔형(domed) 상부 및 브루어의 브루잉 챔버 내의 캡슐을 밀봉하도록 작용하는 저부 반경 둘레의 림과 같은 특징부를 갖는다.
표준 캡슐 싱글(제1 유형의 캡슐 또는 STN 캡슐로도 또한 지칭됨)의 형상 및 크기는 주어진 바와 같이 취해진다. 본 발명은, 일련의 설계 및 기능적 제약을 고려하면, 더블을 생성할 수 있는 더 큰 캡슐(제2 유형의 캡슐로도 또한 지칭됨)의 최적 선택에 관한 것이다.
첫 번째 제약은, 제조된 음료 싱글 및 더블이 향미(flavor), 아로마(aroma) 및 크레마(crema)의 면에서 허용가능하게 유사한 품질을 갖는다는 것이다. 가장 간단한 수준에서, 이는 음료가 관능 시험에 의해 상이한 것으로 판단되지 않을 정도로 충분한 수율 및 '충분히 가까운' 강도(strength)를 가질 것을 요구한다. 강도(S) 및 수율(Y)은 하기와 같이 백분율로 정의된다. M을 음료 내로 추출된 모든 커피의 화학종(분자, 콜로이드, 탄수화물)의 질량이라 하고, Mw를 첨가된 물의 질량이라 하고, Mgrind를 캡슐 내의 분쇄물의 질량(건조)이라 한다.
실제로, 강도는 잔류물을 건조시키고 칭량함으로써 또는 건조 방법에 대해 보정된 농도계(densitometer)(예를 들어, 굴절계(refractometer)를 사용함으로써 측정된다.
당업자는 브루잉 동안 병렬로 사용되는 2개의 동일한 표준 캡슐로서 거동하는 더 큰 싱글 캡슐을 찾을 것이다. 2개의 동일한 표준 캡슐이 병렬로 사용되는 것은 단지 하나의 표준 캡슐을 사용하는 경우인 것과 같이 동일한 양의 물이 동일한 시간에 이들 캡슐을 통해 유동하는 것을 의미한다. 당연히, 그 경우에는, 싱글 표준 캡슐에 대해서와 동일한 특성을 갖는 2배 양의 커피가 획득된다. 당업자는 또한 2개의 동일한 표준 캡슐이, 표준 캡슐과 동일한 높이를 갖고 제1 방향으로 표준 캡슐의 단면적의 폭의 약 2배인 폭을 갖는 단면적을 갖고 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 표준 캡슐의 단면적과 대략 동일한 폭을 갖는 단면적을 갖는 더 큰 싱글 캡슐에 의해 대체될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이러한 캡슐은 여기서 단순 더블(straight forward double) 캡슐(SFD-캡슐)로 지칭된다. 그 경우에, SFD-캡슐에 제공되는 물의 유량은 2배가 되어야 하며, 물은 싱글 표준 캡슐의 커피 베드를 통해서와 유사한 방식으로 더 큰 캡슐의 커피 베드 위에 분포되고 이를 통해 유동하여야 한다. 이는, 충분한 펌프 용량을 갖고 예를 들어 서로 이격된 캡슐의 상부 상의 2개의 위치 상에 물을 주입하는 장치에 의해 실현될 수 있다.
본 발명에 따르면, SFD-캡슐을 제공하는 상기 명백한 가정은 무시된다. 다시 말하면, 본 발명은 이러한 편견과 단절을 이룬다. 본 발명은, SFD-캡슐과 다른, 그럼에도 불구하고 양호한 브루잉 결과를 제공하는 개선된 더 큰 더블(improved larger double) 캡슐(ILD-캡슐)을 제공하는 목적을 갖는다. 본 발명에 따르면, ILD-캡슐은 SFD-캡슐에 비해 소정의 이득을 추가로 갖는다. 따라서, 모든 것을 감안할 때, ILD-캡슐은 SFD-캡슐에 비해 개선된 캡슐이다.
본 발명에 따라 제공되는 ILD-캡슐은 커피 브루를 브루잉하기 위한 제2 유형의 캡슐인데, 캡슐은
- 절두 원추형 캡슐 본체를 포함하고, 캡슐 본체는
- 컵 본체의 중심 축 주위에 연장되는 원주방향 측벽;
- 캡슐 본체의 제1 단부를 폐쇄하기 위해 측벽의 제1 단부와 연결되는 저부 벽; 및
- 원주방향 측벽의 제2 단부로부터 반경방향 외향으로 연장되는 플랜지를 포함하고;
캡슐은,
- 플랜지와 연결되는 포일 리드; 및
- 캡슐 본체 및 리드에 의해 경계지어진 내측 공간 내에 수용되는 커피 분쇄물의 커피 베드 - 커피 베드는 원주방향 벽의 제2 단부에서 컵 본체의 내경에 대응하는 최대 커피 베드 직경을 갖고, 내측 공간은 저부와 원주방향 측벽의 제2 단부가 연장되는 평면 사이의 최대 거리에 의해 한정되는 높이를 가짐 - 를 추가로 포함하고,
커피 베드의 중량은 9 내지 13 그램의 범위에 있고, 커피 베드의 (높이)/(최대 폭)의 비는 0.9 내지 1.2의 범위 내에 있다.
이하에서 논의되는 바와 같이, 본 발명에 따른 캡슐은 여전히 (당업자에 의해 예상되는 것과 대조적으로) 한편으로는 양호한 브루잉 결과를 그리고 다른 한편으로는 다른 이득을 갖는다.
하나의 이득은 표준 캡슐에 대해서와 동일한 (짧은) 브루잉 시간을 제공하지 않는 기구의 가능한 사용이다. 따라서, 펌프의 요건이 그렇게 높지는 않을 것이다. 다른 이득은 ILD-캡슐의 가능한 더 매력적인 형상이다.
앞에서 언급된 커피 베드의 최대 폭은 컵 본체의 최대 내경에 대응한다.
이는 섹션 I 'ILD-캡슐용 모델'에서 설명된 바와 같이 이해될 수 있다.
일부 가능한 실제 실시예는 나중에 섹션 II 'ILD-캡슐의 가능한 실시예'에서 논의될 것이다.
섹션 I: ILD-캡슐용 모델
A.
ILD-캡슐에 대한 이론적 고려사항
섹션 A에서, 하기 도면이 참조된다:
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도 1은 펌프 특성 ULka-4를 도시한다.
도 2는 절두체 형상을 갖는 캡슐을 개략적으로 도시한다.
도 3 및 표 1은 표준 캡슐의 치수를 개략적으로 도시한다.
도 4a는 사용 중에 파열되는 포일 리드를 갖는 캡슐로부터의 실험에 의한 압력-시간 곡선을 도시한다.
도 4b는 사용 중에 개방되고 파열되지 않는 필터 형태의 포일 리드를 갖는 캡슐로부터의 실험에 의한 압력-시간 곡선을 도시한다.
도 5a는 상이한 저항에 따른 표준 캡슐의 시뮬레이션에 대한 모델의 압력-시간 곡선을 도시한다.
도 5b는 상이한 저항에 따른 표준 캡슐의 시뮬레이션에 대한 모델의 유량-시간 곡선을 도시한다.
도 5c는 유동 입구에서 개방되어 있지만 상이한 출구 영역을 갖는 정육면체 형상의 베드를 위한 다공성 베드를 통한 압력 구동식 유동에 대한 출구 면적 효과의 모델링을 도시한다.
도 6a는 예측된 브루 중량 대 시간을 도시한다.
도 6b는 예측된 브루 강도 대 시간을 도시한다.
도 6c는 예측된 브루 수율 대 시간을 도시한다.
도 7a는 표준 캡슐에 대한 일부 실험 데이터와 함께 플롯팅된 일부 표준 캡슐에 대한 최종 브루 수율 대 펌프 시간(펌프가 정지한 시간)의 모델에 따른 예측을 도시한다. 모델 및 실험 둘 모두에서, 시간은 드립(drip)이 브루에 추가되도록 허용된다(도 4 및 도 5 참조).
도 7b는 표준 캡슐에 대한 일부 실험 데이터와 함께 플롯팅된 일부 표준 캡슐에 대한 최종 브루 강도 대 펌프 시간의 모델에 따른 예측을 도시한다.
도 8a는 표준 캡슐에 대한 일부 실험 데이터와 함께 플롯팅된 DCA 캡슐(표 2)에 대한 최종 브루 수율 대 펌프 시간의 모델에 따른 예측을 도시한다.
도 8b는 표준 캡슐에 대한 일부 실험 데이터와 함께 플롯팅된 DCA 캡슐(표 2)에 대한 최종 브루 강도 대 펌프 시간의 모델에 따른 예측을 도시한다.
도 9는 동일한 중량의 커피 베드로 충전된 상이한 축적 계수(scale factor)를 갖는 캡슐의 개략도이다.
도 10은 STN 캡슐들로부터의 수율의 범위 및 축적 계수의 변동을 갖는 모델에 따라 수율이 어떻게 변하는지를 도시한다.
도 11은 축적 계수의 변동을 갖는 모델에 따라 강도가 어떻게 변하는지를 도시한다.
도 12는 표준 캡슐 내의 5.5 gr으로부터의 에스프레소 브루 수율에 대한 모델 예측을 비교한다.
도 13은 생성된 데이터를 도시한다. 3 미만의 DOD는 유의하지 않은 것으로 간주된다.
도 2는 절두체 형상을 갖는 캡슐을 개략적으로 도시한다.
도 3 및 표 1은 표준 캡슐의 치수를 개략적으로 도시한다.
도 4a는 사용 중에 파열되는 포일 리드를 갖는 캡슐로부터의 실험에 의한 압력-시간 곡선을 도시한다.
도 4b는 사용 중에 개방되고 파열되지 않는 필터 형태의 포일 리드를 갖는 캡슐로부터의 실험에 의한 압력-시간 곡선을 도시한다.
도 5a는 상이한 저항에 따른 표준 캡슐의 시뮬레이션에 대한 모델의 압력-시간 곡선을 도시한다.
도 5b는 상이한 저항에 따른 표준 캡슐의 시뮬레이션에 대한 모델의 유량-시간 곡선을 도시한다.
도 5c는 유동 입구에서 개방되어 있지만 상이한 출구 영역을 갖는 정육면체 형상의 베드를 위한 다공성 베드를 통한 압력 구동식 유동에 대한 출구 면적 효과의 모델링을 도시한다.
도 6a는 예측된 브루 중량 대 시간을 도시한다.
도 6b는 예측된 브루 강도 대 시간을 도시한다.
도 6c는 예측된 브루 수율 대 시간을 도시한다.
도 7a는 표준 캡슐에 대한 일부 실험 데이터와 함께 플롯팅된 일부 표준 캡슐에 대한 최종 브루 수율 대 펌프 시간(펌프가 정지한 시간)의 모델에 따른 예측을 도시한다. 모델 및 실험 둘 모두에서, 시간은 드립(drip)이 브루에 추가되도록 허용된다(도 4 및 도 5 참조).
도 7b는 표준 캡슐에 대한 일부 실험 데이터와 함께 플롯팅된 일부 표준 캡슐에 대한 최종 브루 강도 대 펌프 시간의 모델에 따른 예측을 도시한다.
도 8a는 표준 캡슐에 대한 일부 실험 데이터와 함께 플롯팅된 DCA 캡슐(표 2)에 대한 최종 브루 수율 대 펌프 시간의 모델에 따른 예측을 도시한다.
도 8b는 표준 캡슐에 대한 일부 실험 데이터와 함께 플롯팅된 DCA 캡슐(표 2)에 대한 최종 브루 강도 대 펌프 시간의 모델에 따른 예측을 도시한다.
도 9는 동일한 중량의 커피 베드로 충전된 상이한 축적 계수(scale factor)를 갖는 캡슐의 개략도이다.
도 10은 STN 캡슐들로부터의 수율의 범위 및 축적 계수의 변동을 갖는 모델에 따라 수율이 어떻게 변하는지를 도시한다.
도 11은 축적 계수의 변동을 갖는 모델에 따라 강도가 어떻게 변하는지를 도시한다.
도 12는 표준 캡슐 내의 5.5 gr으로부터의 에스프레소 브루 수율에 대한 모델 예측을 비교한다.
도 13은 생성된 데이터를 도시한다. 3 미만의 DOD는 유의하지 않은 것으로 간주된다.
논의된 바와 같이, 이상적인 해법은, 표준 캡슐보다 커피의 중량의 두 배를 보유할 수 있고 시스템의 펌프 성능을 고려할 때 동일한 브루 시간에 음료의 체적을 두 배로 생성할 수 있는 더 큰 캡슐 형상을 선택하는 것일 것이다. 그러나, 그러한 해법은 위에서 논의된 바와 같이 이론적으로 찾을 수 있지만, 이는 하기의 추가적인 제약 및 문제를 고려하면 실용적이고 허용가능한 것과는 거리가 멀다.
상기 첫 번째 제약에 더하여, 두 번째 제약은, 브루잉된 커피에 대한 품질을 잃지 않고 가능한 경우 소비자는 표준 캡슐과 더 큰 캡슐이 허용가능하게 가까운 음료를 생성할 수 있다고 믿는 이유를 가져야 한다는 것이다. 따라서, 첫 번째 제약을 고려할 때 명백하지 않은 설계 선택은 표준 캡슐의 형상과 동일하거나 가까운 형상을 갖는 더 큰 캡슐을 제조하는 것일 수 있다. 이는 동일한 또는 수치적으로 유사한 계수들에 의해 표준 캡슐의 치수들, 즉 상부 반경, 저부 반경 및 높이를 축적조정함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 이는 캡슐의 허용가능한 브루잉 성능을 야기하지 못 할 것으로 예상된다. 아래의 모델을 사용하여, 축적 계수가 사용되는 경우, 여전히 허용가능한 브루잉 성능이 획득될 수 있다는 것이 입증될 것이다. 축적 계수가 약 11 gr의 커피 베드에 대해 1.7이면, 최상의 브루잉 성능이 예상될 수 있다. 그러나, 축적 계수가 약 11 gr의 커피 베드와 조합하여 1.3이면, 여전히 허용가능한 브루잉 성능이 허용될 수 있는데, 여기서 캡슐은 그의 체적이 1.7의 축적 계수가 적용되는 경우의 캡슐의 체적보다 더 작다는 추가의 이점을 갖는다.
본 발명의 이해에 따르면, 표준 캡슐에 기초하여 더 큰 캡슐을 획득하기 위해 간단한 축적 계수가 사용될 수 있다는 사실은 표준 캡슐과 유사한 형상을 갖는 더 큰 캡슐을 야기한다. 더 큰 캡슐의 형상은 절두 원추형인 것으로 정의될 수 있으며, 여기서 (높이)/(최대 폭)의 비는 0.9 내지 1.2의 범위에 있다. 캡슐은 그 경우에 9 내지 13 그램의 커피로 충전될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 태양에 따르면, 캡슐 내에 9 내지 13 그램의 커피 분쇄물이 있으며, 여기서 커피 베드의 (높이)/(최대 폭)의 비는 0.9 내지 1.2의 범위 내에 있다. 본 발명의 다른 태양에 따르면, 캡슐 내의 커피 베드의 체적은 바람직하게는 내측 공간의 체적과 대략 동일하다. 커피 베드가 11 그램인 경우, 이는 모델에 의해 획득되는 1.3의 축적 계수로 이어질 것이다. 커피 베드가 11 그램보다 클 경우, 바람직한 축적 계수는 1.3 보다 클 것이지만, 본 발명에 따르면, 커피 베드의 (높이)/(최대 폭)의 비는 0.9 내지 1.2의 범위 내에 남아 있다.
이러한 축적 제약을 채택하면, 그에 따라서, 축적 계수의 선택은 문제가 된다. 캡슐 형상과 브루잉 특성과 음료 품질 사이에 복잡한 관계가 있다. 캡슐 내의 커피의 형상, 축적 및 중량은 캡슐의 유동 저항을 결정하는 데 있어서 주요 인자이며, 이는 이어서 브루어의 펌프가 어떻게 응답하는지, 브루잉 동안의 베드를 통한 유량, 및 분쇄물로부터의 커피 화학종의 추출을 설정한다. 특히, 목표 음료 체적을 달성하는 데 펌프 시간이 필요하다. 일부 실험 결과를 제시하기 전에, 불량한 설계에 대한 불필요한 실험 없이 설계를 연구하게 하도록 이론적 모델이 생성된다.
몇몇 이유로 축적 계수를 가능한 한 작게 하는 것이 바람직할 것이다.
캡슐 본체 내의 재료의 과잉 사용을 피하기 위해
더 큰 축적 계수, 커피의 고정된 중량, 커피 베드는 캡슐 체적의 일부만을 충전할 것임.
과잉 공기는 시스템에 바람직하지 않음
브루잉 후에 캡슐 내에 남아 있는 물 중 일부는 드립 아웃(drip out)되어, 대기압으로 다시 팽창하는 포획된 압축 공기로 인해 강제 배출된다.
넓은 캡슐은 베드를 통한 균질하지 않은 유동으로 이어질 수 있어서, 균질하지 않은 추출을 야기할 수 있다.
단일 축적 계수의 경우를 고려하면, 캡슐이 동일한 벌크 밀도로 표준의 커피 중량의 2배를 유지할 필요성에 의해 설정된 축적 계수에 대한 최소값이 존재한다. 표준 캡슐 설계에서, 제조 동안 충전 문제를 피하기 위해 약간의 헤드-스페이스가 존재하며, 작게 제조된다면 동일한 문제가 더 큰 캡슐에서 발생할 수 있다.
본 명세서에서 더블 캡슐 A로 지칭되는 용액의 치수는 하위 섹션 C에 주어진다. 따라서, 이러한 DCA 캡슐은 위에서 논의된 ILD-캡슐의 가능한 실시예이다. DCA 캡슐에 대한 축적 계수는 모델에서 약 1.3이 되도록 선택될 것이며, 여기서 캡슐은 11 gr의 분쇄 커피로 충전된다. 그러나, 축적 계수가 대략 1.7로 선택될 경우, 모델은 최상의 브루잉 결과가 이론적으로 획득될 수 있음을 보여준다. 그러나, 축적 계수가 1.3인 경우, 캡슐은 - 의외로 - 여전히 양호한 브루잉 결과들을 제공하고, 또한 다른 이득을 갖는다. 1.3의 축적 계수가 적용될 경우, 더 큰 캡슐은 0.93의 (높이)/(최대 폭)의 비를 가질 것이다. 본 발명의 더 다양한 태양에 따르면, 더 큰 캡슐은 캡슐 내에 9 내지 13 그램의 커피 분쇄물을 포함하고, 여기서 커피 베드의 (높이)/(최대 폭)의 비는 0.9 내지 1.2의 범위 내에 있다. 모델은 단지, 본 발명에 따른 선택된 범위가 실제로 놀라운 결과를 제공한다는 것을 증명하기 위해 논의되어 있음에 유의하여야 한다.
B.
커피 그레인(grain)으로부터의 추출에 커플링된 펌프, 캡슐 및 베드 시스템의 모델
.
B.1 브루어, 베드 및 캡슐 모델.
가정용 주문식(OD) 시스템 중 브루어 시스템은 전형적으로 진동 펌프 및 목표 체적이 펌핑된 후에 펌프를 정지시키는 제어 시스템이다 - 빈투컵(bean to cup) 시스템의 더 고가의 카페-스타일 시스템은 회전 펌프를 가질 수 있음. 전형적으로 사용되는 진동 펌프는 별개의 배압 유량 관계를 가지며, 도 1은 ULKA 웹 사이트로부터의 일례를 도시한다. 도표는, 최소 및 최대가 브루어 사이의 예상될 수 있는 변동의 한계를 보여주는, 시스템의 능력을 보여준다.
펌프 특성은 그에 적용되는 시스템이 개방될 때의(매우 낮은 저항) 최대 유량(Qmax) 및 최대 배압(Pmax)(펌프가 정지된 상태)에 의해 설정된 식(2)으로 도시된 선형 형태에 의해 근사화된다(도 1의 파선 참조). 캡슐 및 커피 베드는 시간 t에 따라 변하는 것으로 밝혀진 펌프에 대한 저항 R(t)를 제공한다 - 대부분 이는 커피 베드 자체의 발달(evolution)로 인한 것이다. 실제로, 유량 및 압력은, 전형적으로는 50 ㎐로, 펌프에 의해 진동하지만, 주어진 시간 t에, 캡슐 유동 저항 R(t)과 함께, 압력 및 유량의 진동 평균은 하기에 의해 주어진다:
아래의 모델링에서, 사용되는 펌프 특성은 네스프레소™ 시스템에서 사용되는 공지된 ULKA4 펌프의 것에 대한 근사치이다: Pmax = 20 바(bar) 및 Qmax = 450 ml/min. R(t)의 모델을 고려하면, 식(2)의 해(solution)는 브루어 모델을 제공하여, 시스템의 유량 및 압력 이력을 예측한다 - http://asic-cafe.org/proceedings에서 입수가능한 문헌[The Principles of Coffee Extraction from Packed Beds in on-Demand Coffee Systems Melrose et al (2014) Proceedings of 25th ASIC conference Colombia] 참조.
캡슐의 본체는 도 2에 도시된 바와 같이 절두체 형상에 가깝다. 상업용 캡슐은 홈이 있는 측부 및 돔형 상부를 가질 수 있고, 이들 특징부는 모델링에 포함되지 않으며, 실제로 커피 베드는 절두체 형상의 본체의 일부분을 점유하고 돔형 상부 내로 연장되지 않는다.
이러한 형상의 커피 베드의 유동 저항 R cap (t)는 하기 식에 의해 정의된다:
여기서, Q는 유체의 체적 유량이고, ΔP는 베드를 가로지른 압력차이다. 저항은 하기에 의해 제공된다:
여기서, μ는 유체의 점도이고, F(n)은 출구 면적 계수이고(하기 참조), K(t)는 베드의 투과도(permeability)이고, 집약적 파라미터(intensive parameter)는 베드 내의 그레인들 사이의 공극 공간의 복잡한 기하학적 형상을 통한 유체의 유동으로부터 발생한다 - 유동이 나노-다공성 그레인 매트릭스 그 자체를 통해 침투하지 않는 것으로 가정된다. 캡슐이 커피로 완전히 충전된 경우에 식은 적용되고, 커피 베드가 캡슐을 부분적으로 충전하면, 식(4)의 치수는 캡슐 내의 베드의 치수이어야 한다. 부분적으로 충전되는 경우, 추가 저항이 캡슐의 비어 있는 부분을 통한 유동을 설명하기 위해 추가될 수 있지만, 실제로 이는 베드의 저항과 비교하여 무시할 수 있다. 부분적으로 충전된 캡슐은 섹션 C의 결과의 모델링에서 발생할 것이다.
투과도에 대한 대체적인 형태는 잘 알려진 코제니-카르만(Kozeny-Carman) 수식의 일반 형태이다:
여기서, θ(t)는 베드 내의 임의의 기체의 분율(fraction)이고, s(b)는 그레인의 거친 표면에 대한 분율 계수이고, φ는 그레인 구형도(sphericity)이고, d 32(t)는 입자 크기 분포의 면적 평균 치수이고, 는 그레인 패킹의 다공도이다. 그러나, 투과도에 대한 완전한 모델은 많은 논의의 대상이다 - 식(5)은 그것이 잘 적용되는 것으로 보여지는 구체(sphere)들의 패킹의 형태로부터 일반화된 형태이다.
나타낸 바와 같이, 식(5)의 많은 계수는 시간에 따라 좌우된다. 전체 캡슐 + 베드 저항 및 그를 통한 유동 하에서의 그의 발달에 영향을 주는 몇몇 요인이 있지만, 지배적인 효과는 통상 그레인의 패킹된 베드에 의해 설정된다. 이들 요인은 캡슐을 통한 유동에 대한 캡슐 저항의 자연적인 변동, 및 그에 따른 브루들 사이의 유동 이력 및 성능의 변동을 야기하며, 특히, 이는 목표 음료 체적에 도달하기 위한 브루들 사이의 브루 시간의 관찰된 분포의 결과를 가져온다.
베드 투과도에 대한 하기 효과에 주목한다:
유동을 구동하는 압력 하에서의 습윤된 베드는 압밀되어 높이가 수축된다.
거시적 규모에서, 베드는, 때때로 중심에서 돔형으로 그리고 캡슐의 벽을 향할수록 하강하도록 형상화될 수 있고, 이는 또한 포획된 기체의 채널 및 영역을 발생시킬 수 있다.
미시적 규모에서, 굵은 그레인들 사이의 미립자는 베드를 막아서, 저항을 증가시킬 수 있다. 이는 복잡한 현상이며 베드를 통한 유동에 커플링된다. 한편으로, 유동은 미립자들이 이동하도록 유도하지만, 다른 한편으로는, 이들은 베드 내의 좁은 공극에서 포획되어 플러그(plug)(미립자들의 집합)를 형성할 수 있다. 플러그의 분포 및 크기는 완전히 이해되거나 관찰이 용이하지 않은 방식으로 유량 및 베드 패킹에 좌우된다.
건조 시에 굵은 입자의 표면 상에 일부 미립자가 응집되기 때문에 미립자의 수준은 그레인이 습윤 상태일 때 증가하며, 실제로, 습윤 시 측정된 커피 그레인의 PSD는 건조 시 측정될 때보다 상당히 더 많은 미립자를 드러내 보인다.
그레인은 습윤 하에서 팽윤될 수 있으며, 이는 수질에 좌우될 수 있다.
건조 그레인의 체적의 약 50%인 시스템 내의 기체는 공기이고, 베드 내에 포획될 경우, 저항을 상승시킬 것이다. CO2 기체는 또한 그레인이 얼마나 잘 탈기되었는지에 따라 습윤된 그레인에 의해 방출될 수 있다.
캡슐로부터 추가 효과가 발생한다:
캡슐은 그가 작은 구멍에 의해 천공되는 그의 입구에서 저항 성분을 갖는다.
캡슐의 출구에서, 압력 발달의 초기에 시스템은 파열 판 내의 핀에 대항하여 포일을 가압함으로써 알루미늄 포일 베이스를 파열시킨다. 형성된 구멍의 면적은 캡슐의 저부의 디스크 면적보다 작아서, 이러한 구멍을 빠져나가기 위해, 유동은 베드 내부에서 있을 때 출구에 수렴해야 하며, 이러한 효과는 캡슐의 전체 저항을 증가시키고, 이론적 모델 및 실험은 출구 면적이 베이스 면적의 10%인 경우에 캡슐 저항이 계수 약 F(10%) = 2 만큼 증가하고, 1%인 경우에 이는 F(1%) = 5(식(5) 참조)의 계수로 축적조정되는 것을 보여준다.
커피 베드의 시간 의존적 유동 투과도의 전체적인 발달은 유량에 민감하며, 이는 측정되었으며, 일부 결과가 문헌["A new methodology to estimate the steady-state permeability of roast and ground coffee in packed beds". J. Food Eng., 150, 106-116. Corrochano et al (2015)]에 보고되어 있다. 5 내지 30 초에 걸쳐 그리고 이어서 o(10-12) m2으로부터 o(10-14) m2로 발달된 투과도의 값은, 일부 경우에, 분 단위의 정상 상태 값에 도달하기 전에 약간 증가한다.
저항이 일시적인 (변화하는) 상황에 있는 브루의 상당한 부분들에 대해, 정상 상태에 도달하기 전에 대부분의 OD 시스템 브루잉이 발생한다는 것을 인식하는 것이 중요하다. 이는 에스프레소와 같은 짧은 시간 브루에 대해 특히 유의한 효과이다. 이러한 공정의 휴리스틱(heuristic) 모델은 상기 문헌의 저자들의 일부에 의해 개발되었는데, 이는 건조 PSD 및 낮은 밀도(전형적으로 440 내지 480 ㎏/M3)에 의해 설정된 높은 투과도로부터 습윤 PSD 및 더 높은 밀도(전형적으로 500 내지 530 ㎏/M3)에 의해 설정된 훨씬 더 낮은 베드 투과도까지의 유량에 대한 함수인 시간에 따른 상승을 가정한다. 전술된 바와 같은 입구 및 출구 효과로 인해 캡슐의 저항을 축적조정하는 추가의 계수들이 포함된다.
이러한 시스템은 전형적으로 펌프가 정지된 후에 (전술된 이유로) 드립되고, 추가된 체적 및 수율은 특히 에스프레소에 대해 유의할 수 있다. 이러한 특징부는 모델링 내에 포함된다. 이는 '브루 시간'의 정의에서 명확할 필요성을 야기한다. 실험 및 모델링에 의해 채택된 관례는 펌프 시간, 펌프가 정지하는 시간에 대한 데이터를 플롯팅하는 것이다. 그러나, 수율 및 강도는 드립에 의해 첨가되는 브루의 체적에 의해 제공되는 것을 포함한다.
B.2 그레인으로부터의 추출을 위한 모델
브루 품질, 강도 및 수율을 추정하기 위하여, 제2 추출 모델이 커피 그레인으로부터 베드 내로의, 그리고 이어서 베드를 통해 그리고 음료 내로의 분자 및 콜로이드 화학종의 추출로 이루어질 필요가 있다. 그러한 모델은 다른 곳에서 개발 및 보고되었다(문헌["Kinetics of Coffee Extraction and Particle Microstructure: Numerical Modelling and Experimental Validation in Slurry Extractions", Proceedings of 25th ASIC conference, Colombia Corrochano et al (2014); "Optimising Coffee Brewing Using A Multiscale Approach" Proceedings of 24th ASIC conference Costa Rica Melrose et al (2012)]) - 이는 다른 문헌(["Mathematical modelling and scale-up of size-exclusion chromatography". Biochemical Engineering J. 1998, 2 145-155 Li et al (1998)])에서의 공개된 모델의 단순한 적응이고, 그레인을 통한 화학종의 확산을 해결하기 위한 공지된 수치적 기술을 사용하는 것이다. 모델은 베드 내의 입자의 것으로, 추출 화학종은 입자를 통해 베드의 공극 공간 내로, 공극 공간을 통한 베드의 출구로의 대류 유동으로 확산되는데, 축방향으로 대칭인 베드를 가정하고 벽 효과를 무시하면, 공극 공간 농도 및 축 아래 지점 z는 하기에 의해 주어진다:
여기서, εb는 베드의 다공도이고, v는 공극 공간 내의 유체 속도이다. Dbed는 분산 계수로서 알려져 있고, j(R, t)는 그레인의 단위 면적당 그레인으로부터의 플럭스(flux)이다. 분쇄물은 대표적인 입자에 의해 모델링되며, 많은 입자가 모델링될 수 있더라도, 양호한 근사치가 분쇄 입자 크기 분포의 바이-모달(bi-modal) 특성을 반영하는 굵은 입자 및 미세 입자를 사용하는 것임을 알 수 있다. 플럭스는 각각의 그레인 내의 농도 프로파일을 모델링함으로써 주어진다. 시간 의존성 확산 식은 각각의 대표적인 입자/그레인에 대해 해결된다:
이때, 주어진 그레인으로부터의 플럭스는 하기와 같다:
여기서 C(t)는 그레인 외부의 공극 공간 농도이다. 그레인 내부의 출발 농도는 몇 시간에 걸쳐 평형을 이루게 한 후에 묽은 슬러리 조건에서 측정된 블렌드 및 분쇄물 크기에 대한 최대 수율을 측정함으로써 설정된다.
실제로, 식(6)은 z-축 아래의 셀들로 분할되고, 각각의 셀에서 2개의 대표적인 입자, 즉 하나의 굵은 입자 및 하나의 미세 입자가 (3), (4)를 사용하여 시뮬레이션된다. (3), (4) 및 (2)를 결합시킨 플럭스 항은 하기에 의해 주어진다:
여기서, Dg는 그레인 내부의 방출 화학종의 확산 상수이다. 실제로, 많은 상이한 방출 화학종이 존재하지만, D = 1.0 10-10 m2/s를 사용하는 것이 40 내지 60 초의 시간 경과에 따른 총 수율에 대해 우수한 프록시(proxy)인 것이 본 발명자에 의해 밝혀졌다.
베드를 통한 유동 및 그에 따른 캡슐의 주어진 단면에서의 공극 속도는 식(2)으로부터 해결된다. 이러한 캡슐에서의 브루 시간은 유동에 대한 캡슐 저항의 발달 및 식들(2, 3)의 해에 의해 결정된다. 유량은 시변(time varying)이지만, 이러한 시스템은 시간 경과에 따라 펌핑된 체적을 모니터링하고 사전설정된 목표 체적에 도달될 때 펌프를 스위치 오프한다. 대체적으로, 이러한 목표 체적은 원하는 음료 체적보다 큰데, 이는 일부 유체가 사용 후에 캡슐 내에 남겨지기 때문이다. 더욱이, 앞서 언급된 바와 같이, 일단 펌프가 정지되면, 캡슐 및 시스템 내의 포획된 기체의 다시 대기압으로의 완화에 의해 일부 유체가 음료 내로 드립된다. 이들 효과는 모두 모델에 포함된다. 실제 시스템에서와 같이, 펌프는 원하는 체적의 음료, 예컨대, 에스프레소의 경우 약 40 ml 및 더블 에스프레소의 경우 2 X 40 ml를 제공하도록 정지된다.
캡슐의 형상, 커피의 중량 및 벌크 밀도를 고려하면, 분쇄물의 베드가 캡슐 내에서 한정된다. 식(6)은 캡슐의 축에 수직인 층에서의 이산화(discretization)에 의해 해결되고, 각각의 층은 PSD의 2-입자 모델을 포함하고, 입자로부터의 플럭스가 해결되고, 대류 항들은 층들 사이의 공극 공간 농도를 교환한다. 캡슐의 축 아래의 임의의 지점에서, 식(6)에 사용되는 공극 공간 유속은 베드의 단면적 및 다공도로 나눔으로써 시변 체적 유량으로부터 해결된다. 시스템의 저부로부터의 유동 및 베드의 저부에서의 농도는 시간에 대해 적분되어 시간 의존적 강도 및 수율을 제공한다.
C. 모델 예측
표준 단일 캡슐 모델(도 3 참조)은 도시된 바와 같은 치수를 갖는 절두체 형상이다. 이에 가까운 치수를 갖는 캡슐이 광범위하게 상업적으로 사용되고 있다. 특히, 브루잉 시스템의 네스프레소™ 패밀리에 사용되는 것.
이는 네스프레소™ 시스템의 주 본체의 치수들에 가깝다. 유동은 얇은 단부에서 진입하고, 더 두꺼운 단부에서 빠져나간다. 더욱이, 이러한 캡슐은 때때로 필터로 충전되는 돔형 상부를 가질 수 있는데, 이는 모델에서 무시되고, 베드는 전형적으로 단지 주 본체의 상부로 충전된다.
표준 캡슐 내의 충전 중량은 분쇄물 및 블렌드에 따라 5 내지 6 그램으로 변한다. 아래의 모델링은 5.5 그램의 충전 중량을 고려한다.
더블(더블 에스프레소, 더블 룽고 등)을 브루잉하는 더 큰 캡슐 설계는 이러한 형상의 축적 형태이다.
[표 2]
표준 캡슐에서 5.5 그램의 경우, 수율은 22 내지 27%인 것으로 확인되며, 이후에 도 7a를 참조한다. 브루들 사이에, 펌프 시간(및 그에 따른 수율)의 변동이 있으며, 이는 상기에 열거된 모든 계수들의 변화로 인한 실행들 사이의 캡슐 저항의 변동에 기인한다. 이러한 변동을 모방하기 위해, 모델은 베드의 전형적인 측정 투과도, 건조 및 습윤, 전형적인 파열 면적(10%), 및 건조로부터 습윤으로 변하는 투과도에 대한 관찰된 입구 저항 및 기간(timescale)에 의해 설정된, 저항의 기본적인 경우를 가정한다. 이어서, 이는 이러한 베이스 값 주위에서의 변동을 모방하기 위해 계수를 곱함으로써 저항을 임의적으로 변화시킨다.
도 4a는 유체 압력 하에서 파열 개방되는 포일 리드를 갖는 표준 알루미늄 네스프레소 캡슐로부터의 실험에 의한 압력-시간 곡선을 도시한다. 도 4b는 유체 압력 하에서 파열 개방되지 않는 리드 및 개방 상부를 갖는 플라스틱 로르(L'or) 캡슐에 대해 동일한 것을 도시한다. 이들 플롯에서, 펌프의 진동이 보여진다. 각각의 50 ㎐ 사이클에 대해, 압력 최대값, 압력 최소값 및 평균 압력이 플롯팅되어 있다.
도 5a 및 도 5b는 표준 캡슐의 시뮬레이션에 대한 일부 모델의 압력-시간 곡선(A) 및 유량-시간 곡선(B)을 도시하는데, 이때 5개의 상이한 저항은 캡슐의 저항의 관찰된 변동을 모방한다(상기 설명 참조). 모델은 단지 평균 압력 및 유동의 것이며, 실제 시스템에서 보여지는 전체 진동 패턴의 것은 아니다(도 4 참조). 이러한 실행에서, Pmax = 20 바 및 Qmax = 9 ml/s를 사용하였다. 저항 변동은, 0.5초의 완화 시간으로 0.29 10-10으로부터 0.83 10-10 m2으로 감소하는 투과도의 값을 선택하고 계수 F(a) = 5.5, 6.0, 6,5, 7.0, 7.5를 곱하여 상이한 출구 영역들을 시뮬레이션함으로써 하기와 같이 이루어지는데(식(4) 참조), 이때 식(4)의 계수 F(a)는 다양한 성능을 제공한다. F(a) 계수는 이론 및 실험에 의해 확립되었으며, 도 5c에 도시되어 있다.
도 5c는 유동 입구에서 개방되어 있지만 상이한 출구 영역을 갖는 정육면체 형상의 베드에 대해 다공성 베드를 통한 압력 구동식 유동에 대한 주지된 다르시(Darcy) 식을 해결함으로써 출구 면적 효과의 모델링을 도시하는데, 메시 크기 59X59X59 및 30X30X30의 계산 정육면체 그리드를 사용하였다. 녹색 원은 중심 구멍으로부터 주변 구멍으로의 구멍 패턴의 변화를 도시한다. 자주색 정사각형은 다양한 개수 및 크기의 구멍을 갖는 저부의 강판과 함께 반경 3.5 cm 및 높이 2 cm의 원통형 베드를 통한, 8 mls의 고정된 유량의, 유동에 대한 실험 결과를 도시한다. 압력을 측정하였고, 시스템의 저항을 식(3)으로부터 추정하였다. 수평 축은 출구에서의 개방 면적의 %이고, 수직 축은 식(4)의 계수 F(a)이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 예측된, 브루 강도, 브루 농도 및 수율 대 시간을 각각 도시한다.
D. 실험과 대비한 수율 및 강도에 대한 모델 예측
도 7a 및 도 7b는 STN 캡슐(표준 캡슐 또는 제1 유형의 캡슐)에서 브루잉된 에스프레소 및 룽고를 STN 캡슐에 대한 모델 예측과 비교한다. Esp. Blend A는 블렌드 A(5.7 그램)에 대한 표준 에스프레소 캡슐에 대한 실험 결과이며, 브루 중량은 39 내지 45 그램의 범위에 있었다. STN Lun. Blend B는 블렌드 B(6.0 g)에 대한 표준 에스프레소 캡슐에 대한 실험 결과이며, 룽고 브루 중량은 110 내지 116 g의 브루의 범위에 있다. 두 경우에 대한 모델의 예측은 라인에 의해 연결된 것으로 도시되어 있다. Mod STN Esp는 실험 블렌드의 것과 비슷한, 굵은 분쇄물 크기가 340 마이크로미터인 모델에 대한 표준 에스프레소 캡슐에 대한 (서브섹션 B 및 C에서 논의된 모델에 기초하여) 계산된 결과를 제공하고, 모델은 44 내지 45 그램의 브루의 범위의 브루 중량을 제공하였으며, 캡슐 저항은 실제 펌프 시간에 나타난 변동을 모방하도록 변화된다. Mod STN Lun은 115 내지 117 그램의 범위의 브루 중량을 제공하는 동일한 분쇄물 크기 모델에 대한 표준 에스프레소 캡슐에 대한 (서브섹션 B 및 C에서 논의된 모델에 기초하여) 계산된 결과를 제공한다. 압력과 유동 사이의 인가된 펌프 특성 관계(진동에 대해 평균됨)가 도 1에 의해 주어진다. 도 7a는 수율 대 펌프 시간을 도시하고, 도 7b는 강도 대 펌프 시간을 도시한다. 모델 예측에서, 최대 수율은 29%로 설정되었고, 이는 사용된 분쇄물 크기에 대한 전형적인 값이다. 모델링에서의 브루 시간 변동은 캡슐의 저항을 변화시킴으로써 생성된다. 도 7a 및 도 7b는 모델이 신뢰성 있는 것을 도시한다.
실험 및 모델링 둘 모두에서, 자연적인 변동은 에스프레소 수율이 20 내지 26%이고 강도가 2.5 내지 4%이다. 실제로, 이는 현재 소비자들이 경험하는 것이다.
도 8a 및 도 8b는 표준 캡슐 및 DCA 캡슐에 대해 Blend A를 둘 모두에서 사용한 모델링 및 실험을 비교한다. STN 캡슐은 5.7 그램의 중량의 커피로 충전되고, DCA 캡슐은 10.7 그램의 중량으로 충전된다. 모델 커피 중량은 STN의 경우에 5.5 g이었고, DCA의 경우에 11.0 g이었다. 다시, 모델 데이터는 라인들에 의해 연결되어 도시되어 있다.
수율이 도 8a에 플롯팅되어 있고, 강도가 도 8b에 플롯팅되어 있다. STN의 경우의 실험은 브루 중량이 39 내지 45 그램의 범위에 있는 도 7에서와 동일한 데이터이다. DCA 캡슐 내의 Blend A의 브루는 더블 에스프레소 중량을 75 내지 85 그램의 범위로 제공하였으며, 모델은 중량 81 내지 82 그램에 대해 표준 캡슐에서 5.5 g 및 더블 설계에서 11 g으로 진행되었다. 펌프 시간은 싱글의 것과 비슷한 분포를 갖는 브루 시간을 가질 이상적인 설계보다 더 길다. DCA 캡슐로부터의 더블은 싱글 (에스프레소) 수율의 범위의 중간에서 시작하여 더 높은 값으로 연장되는 수율 범위를 갖는다. 축적조정된 캡슐의 수율이 표준 캡슐의 수율의 상단에 있지만, 이는 여전히 22 내지 27%의 이상적인 범위 내에 있다. DCA 캡슐 내의 커피의 더 큰 중량에 의해, 더블의 강도는 싱글의 강도와 비슷하며, STN 싱글 및 DCA 더블의 분포는 많이 중첩된다.
이 섹션의 결론은 모델이 실험에 비슷한 결과를 제공하고(도 7) 실험을 넘어서는 설계의 연구에 사용될 수 있다는 것이다. 도 8은 STN 캡슐로부터 브루잉된 싱글 에스프레소 및 DCA 캡슐들로부터의 더블 에스프레소가, 이들이 더 긴 펌프 시간들을 갖는 것에도 불구하고 (그리고 의외로 그렇게 하도록), 브루 수율 및 강도의 비슷한 분포를 갖는 것을 도시한다. 즉, 설계 선택이 이상적인 것으로부터 벗어나도록 강제하는 제약들(다음 섹션 참조, 그 중 하나는 싱글 및 더블에 대해 동일한 펌프 시간을 제공하는 것)을 고려하면, DCA 캡슐의 성능은 제약을 만족시키지만 허용가능한 성능을 갖는 설계를 본 발명자가 알아냈도록 허용가능하다는 것이 밝혀졌다.
E. 표준 캡슐로부터의 싱글 대 축적조정된 캡슐로부터의 더블.
이 섹션은 더 넓은 공간의 캡슐 형상 옵션들을 조사하기 위해 모델링을 사용할 것이고, '이상적인' 해법과 관련하여 제약을 만족시키는 DCA 설계를 확인할 것이다. 단순화를 위해, 표 1의 치수를 갖는 도 3의 표준 캡슐로부터, 그의 모든 치수를 단일 계수 f로 곱함으로써, 생성된 캡슐들의 패밀리를 고려한다. 축적조정된 캡슐은 표준 캡슐의 중량의 2배로 충전되고 체적을 2배로 브루잉된다. 표준 캡슐은 5.5 gm의 커피로 모델링되었고 축적조정된 캡슐은 11 gm으로 충전되었으며, 분명하게는 축적 계수가 더 커질수록, 커피의 고정된 중량에 의해 충전된 캡슐의 체적이 더 적어진다. 축적조정된 캡슐은 출구(더 큰 반경 단부)로부터 충전되는 것으로 가정된다. 도 9는 이를 개략적으로 도시한다. 축적 계수가 클수록, 커피 베드는 출구로부터 상향으로 점점 더 낮은 높이로 충전되어, 더 넓어지고 더 낮아진다.
도 9는 축적 계수를 좌측에서 우측으로 증가시키면서 고정된 중량의 커피로 충전된 축적조정된 캡슐의 개략도를 도시하는데, 해칭된 구역은 고정된 중량의 커피의 가상적인 충전 베드를 도시한다. 점선 박스는 아래의 논의에서 사용될 것이다.
표준 캡슐을 5.5 그램의 커피 및 관찰된 것의 유동 저항 중간 범위로 시뮬레이션하였으며, 펌프 시간은 15.5 초였고, 이는 22.4%의 수율 및 3.0%의 강도를 갖는 41.1 그램의 브루 중량을 생성하였다.
모델을 사용하여, 11 그램의 중량의 커피를 갖는 단일 축적 계수에 의한 캡슐로부터의 수율, 베드 투과도 및 출구 면적 효과를 표준 캡슐의 모델링에 사용되는 바와 같이 설정하였는데, 캡슐의 저항은 축적 계수가 증가함에 따라 감소하는 형상으로 변하는데, 이는 베드가 더 낮아지고 더 넓어지고 그에 따라서 브루 시간 및 수율이 변하기 때문인 것에 유의하여야 한다. f = 1.3에서, 모델링된 펌프 시간은 28 초였던 한편, f = 1.7에서 이는 24 초였다. 생성된 브루 중량은 포획된 기체에 의해 구동되는 다양한 드립핑 효과(dripping effect)로 인해 변하며, 펌프 시간 및 그에 따른 펌핑된 체적은 더블 에스프레소의 경우 81 내지 83 그램의 범위로 브루-중량을 유지하도록 조정되었다. 더 큰 캡슐에 의해 더 긴 펌프 시간이 요구되어, 캡슐을 초기에 충전하는 데 필요한 더 큰 체적을 또한 고려한다. 이는 도 10 및 도 11에 의해 도시된 가변성을 다룬다.
도 10은 고정된 베드 투과도 및 출구 계수에 따라 변하는 저항으로 인해 수율이 형상에 따라 어떻게 변하는지를 도시한다.
도 11은 대응하는 강도가 형상에 따라 어떻게 변화하는지를 도시한다.
아래에서 도 12에 도시되는 바와 같이, 상이한 치수에 대해 약간 상이한 계수들을 갖는 설계 선택 DCA(표 2)는 단일 축적 계수 1.3에 대해 성능이 매우 가깝고, 후자의 성능은 도 10 및 도 11에서 화살표로 표시된다.
도 12는 표준 캡슐 내의 5.5 그램으로부터의 에스프레소 브루 수율, f = 1.3(DCA 캡슐에 가까움)을 갖는 단일 축적 계수 캡슐에서 11 그램으로부터의 더블 에스프레소 브루에 대한 수율, 및 완전 설계 DCA(표 2)에서 11 g으로부터의 수율의, 변하는 브루 시간에 대한 모델 예측들을 비교한다.
그러나, 계수 1.7은 표준 캡슐의 것과 가까운 브루 시간, 수율 및 강도를 제공한다는 점에서 이상적인 것으로 간주될 수 있다. 실제 관점에서, 캡슐은 베드가 저부 부분에만 있고(도 9 참조, 오른쪽 도형) 큰 비-충전 체적을 갖는 것으로, 매우 클 것이다. 베드로 단지 부분적으로 충전된 그러한 더 큰 캡슐은 실제로 섹션 A에 열거된 바람직하지 않은 효과의 범위를 가질 수 있다. (도 9에 파선 박스로 나타낸 바와 같이) 11 g을 함유하기에 충분할만큼 얇은 '평평한' 설계를 선택할 수 있지만, 그러한 설계는 표준 캡슐과 근본적으로 상이하게, 소비자 지각(perception)의 관점에서 거의 허용불가능하게 보일 것이다(섹션 A의 제약 1). 또한, 그러한 넓고 낮은 베드를 통해 균질한 유동 패턴을 달성하는 것은 실제로 어렵다는 것이 본 발명자의 경험에 있다. 더블 설계 선택(이는 DCA 캡슐에 가깝고 ILD-캡슐의 일 실시예인 f = 1.3을 갖는 캡슐임)은 더 높은 수율 및 강도를 갖는 약간 상이한 음료를 제공한다. 그러나, 이는 허용가능한 범위 내에 있으며, 이는 관능 데이터에 의해 지지된다. 결과적으로 축적 계수는 1.3 내지 1.7일 수 있다. 이는 내부 체적이 27.66 내지 68.67 ㎤의 범위에 있을 수 있다는 것을 의미한다.
F. 관능 데이터
관능 패널을 사용하여 하기 샘플들 사이의 차이에 대해 시험하였다. 차이의 정도는 하기 에스프레소 브루들 사이에서 판단하였다. 3개의 상이한 블렌드를 시험하였다.
레퍼런스 - 네스프레소(시티즈(Citiz) 브루어))에서의 로르 블렌드
블라인드 대조군 - 레퍼런스와 동일
아래에 논의된 장치에서 브루잉된 표준 캡슐
아래에 논의된 장치에서 브루잉된 ILD-캡슐
도 13은 생성된 데이터를 도시한다. 3 미만의 DoD는 유의하지 않은 것으로 간주된다.
G. 분석 데이터.
하기 샘플을 브루잉하였다.
에스프레소 1: STN 캡슐 내의 블렌드 A(음료 길이 40 ml)
에스프레소 2: DCA 내의 블렌드 A(2배 중량 및 음료 길이 80 ml)
룽고 1: STN 캡슐 내의 블렌드 B(음료 길이 110 ml)
룽고 2: DCA 내의 블렌드 B(2배 중량 및 음료 길이 220 ml)
도 14a 및 도 14b는 한 세트의 키 아로마 화합물(Key Aroma Compound)에 대한 GCMS 데이터의 플롯을 나타낸다.
도 14a는 DCA 캡슐에서 브루잉된 평균 더블 에스프레소(에스프레소 2) 대 STN 캡슐의 값들이 100%로 정규화되는 STN 캡슐에서 브루잉된 평균 싱글 에스프레소(에스프레소 1)의 정규화된 아로마 분석을 나타낸다. 도면 아래의 표는 ppm 단위의 절대값을 나타낸다. 결과적으로, 이들 데이터로부터, 에스프레소 1 및 에스프레소 2로부터의 브루들의 성분들 사이에는 유의한 차이가 없다.
도 14b는 DCA 캡슐에서 브루잉된 평균 더블 룽고(룽고 2) 대 STN 캡슐의 값들이 100%로 정규화되는 STN 캡슐에서 브루잉된 평균 싱글 룽고(룽고 1)의 정규화된 아로마 분석을 나타낸다. 도면 아래의 표는 ppm 단위의 절대값을 나타낸다. 결론적으로, 이들 데이터로부터, 페놀에 유의한 차이가 있고 다른 성분들은 유의한 차이를 나타내지 않는다. 이는 예상 밖의 결과인데, 그 이유는 더 긴 브루잉 시간의 관점에서 더 높은 농도의 페놀을 예상할 것이기 때문이다.
데이터는 싱글의 농도에 대해 정규화되므로, 더블의 농도는 싱글의 농도의 백분율로서 플롯팅된다. 대부분의 경우에, 데이터는 브루가 유의하게 상이하지 않은 측정 가변성 내에 있다는 점에서 산 분석(도 15 참조) 및 탄수화물 분석(도 18 참조)의 전체적인 경향과 일치한다. 그러나, 10% 초과의 편차가 유의한 것으로 간주되며, 이는 페놀에 대해 도 14b에 나타나 있다. 또한 도 14a에서 동일한 분자에 대한 차이가 일부 나타난다. 이는 둘 모두 놀랍지만, 소비자 지각의 관점에서 상당히 긍정적인 이점을 구성한다. 분자들 중 3가지는 바람직하지 않은 과잉 추출과 연관된 과이어콜이다.
문헌[Brita, F. The Craft and Science of Coffee Ch 15. (2017) Academic press ISBN: 978-0-12-803520- 7.]에서 인용하면, 365 페이지 두 번째 문단의 하단에 하기와 같이 적혀있다: "리(Lee) 등(2011)은 과잉 추출과 연결되는 증가된 향미 상실과 고도로 상관된 추출 동안 과이어콜, 4-에틸과이어콜 및 4-비닐과이어콜이 추출 동안 얼마나 증가하였는지를 보여준다". 리 등의 레퍼런스는 과잉-추출된 커피로부터의 향미 상실 화합물의 분석이다 문헌[Korean Journal of Food Science and Technology. (2011) 43(3), 348-360.]
따라서, 이들 분자는 비교적 느리게 방출되는 것으로 그리고 긴 브루 시간을 갖는 바람직하지 않은 과잉 추출을 일으키는 것으로 알려져 있다. 싱글에 비해 더블에 대해 더 긴 브루 시간을 제공함에도 불구하고(도 8a, 도 8b 참조), DCA 캡슐은 더 긴 브루 시간에도 불구하고 감소된 수준의 이들 분자를 가지며, 베드 형상은 더 긴 브루 시간을 갖는 DCA 형상이 과잉 추출을 제공할 것이라는 전문가의 예상과 반대로 과잉 추출과 상관되는 것으로 알려진 향미를 완화시키는 것으로 상정한다. 이론에 의해 구애됨이 없이, 이는 높은 베드의 상부에서의 분쇄물에 대해 방출된 분자가 베드를 빠져나가기 전에 더 낮은 그레인에 결합되는 경우에 일어날 수 있다.
도 15는 에스프레소 1이 STN 캡슐에서 브루잉된 싱글 에스프레소의 측정과 관련되고 에스프레소 2가 DCA 캡슐에서 브루잉된 더블 에스프레소의 측정과 관련되는 유기산의 분산(variance)과 관련된 표이다. 에스프레소 1과 에스프레소 2 사이에 유의한 차이가 관찰되지 않는다. 룽고 1은 STN 캡슐에서 브루잉된 싱글 룽고의 측정에 관한 것이고, 룽고 2는 DCA 캡슐에서 브루잉된 더블 룽고의 측정에 관한 것이다. 룽고 1과 룽고 2 사이에서 관찰된 차이는 방법 가변성 내에 있다.
도 16은 에스프레소 1이 STN 캡슐에서 브루잉된 싱글 에스프레소의 측정과 관련되고 에스프레소 2가 DCA 캡슐에서 브루잉된 더블 에스프레소의 측정과 관련되는 pH/Ta, DMA 및 카페인의 분산과 관련된 표이다. 룽고 1은 STN 캡슐에서 브루잉된 싱글 룽고의 측정에 관한 것이고, 룽고 2는 DCA 캡슐에서 브루잉된 더블 룽고의 측정에 관한 것이다. 유의한 분산이 있는 물질은 "있음(yes)"으로 칼럼의 저부에 표시되어 있다.
도 17은 에스프레소 1이 STN 캡슐에서 브루잉된 싱글 에스프레소의 측정과 관련되고 에스프레소 2가 DCA 캡슐에서 브루잉된 더블 에스프레소의 측정과 관련되는 비터락톤(Bitterlactone) 및 클로로겐산의 분산과 관련된 표이다. 룽고 1은 STN 캡슐에서 브루잉된 싱글 룽고의 측정에 관한 것이고, 룽고 2는 DCA 캡슐에서 브루잉된 더블 룽고의 측정에 관한 것이다. 이들 물질과 관련하여, 유의한 차이가 관찰되지 않았다.
도 18은 에스프레소 1이 STN 캡슐에서 브루잉된 싱글 에스프레소의 측정과 관련되고 에스프레소 2가 DCA 캡슐에서 브루잉된 더블 에스프레소의 측정과 관련되는 유리(free) 탄수화물 및 총(total) 탄수화물의 분산과 관련된 표이다. 룽고 1은 STN 캡슐에서 브루잉된 싱글 룽고의 측정에 관한 것이고, 룽고 2는 DCA 캡슐에서 브루잉된 더블 룽고의 측정에 관한 것이다. 이들 물질과 관련하여, 유의한 차이가 관찰되지 않았다.
도 19는, ILD-캡슐에 수용된 포르자(Forza) 커피 블렌드 배치(batch) 1(10.7 g)로부터의 브루가 STN 캡슐 내의 포르자 커피 블렌드 배치 1(5,7 g)로부터의 브루 및 STN 캡슐 내의 포르자 커피 블렌드 배치 2(5,7 g)로부터의 브루와 비교되는 스파이더(spider) 플롯이다. 이 도면에서, AR = 아로마, AP = 외관, MF = 입안 느낌, FL = 향미이고, AT는 뒷맛이다. 스파이더 플롯으로부터, ILD-캡슐의 브루가 STN 캡슐의 브루에 비해 색상이 상당히 더 짙다는 것으로 결론지을 수 있다. 그러나, 포르자의 ILD-캡슐 브루는 STN 캡슐 브루와 우수한 관능적 매치(match)이다.
도 20은, ILD-캡슐에 수용된 프로폰도(Profondo) 커피 블렌드 배치 1(11.1 g)로부터의 브루가 STN 캡슐 내의 프로폰도 커피 블렌드 배치 1(6,15 g)로부터의 브루 및 STN 캡슐 내의 프로폰도 커피 블렌드 배치 2(6,15 g)로부터의 브루와 비교되는 스파이더 플롯이다. 다시, 이 도면에서, AR = 아로마, AP = 외관, MF = 입안 느낌, FL = 향미이고, AT는 뒷맛이다. 스파이더 플롯으로부터, ILD-캡슐의 브루가 STN 캡슐의 브루에 비해 색상이 상당히 더 짙다는 것으로 결론지을 수 있다. 또한, 프로폰도 블렌드를 갖는 ILD-캡슐의 시트러스(citrus) 향미는 프로폰도 블렌드로 충전된 STN 캡슐의 브루와 비교하여 유의하게 더 약하다. 여전히, 프로폰도의 ILD-캡슐 브루는 STN 캡슐 브루와 우수한 관능적 매치이다.
섹션 II: 실제 실시예.
이 섹션에서, 하기 도면들이 참조된다:
도 101a 및 도 101b는 시스템의 개략도를 도시한다.
도 102a는 반-폐쇄 상태(half-closed state)에 있는 장치의 측면 사시도를 도시한다.
도 102b는 완전-폐쇄 상태(fully closed state)에 있는 장치의 측면 사시도를 도시한다.
도 103a 및 도 103b는 공동이 제1 유형의 캡슐을 보유할 때 도 101a에 도시된 바와 같은 시스템의 로킹 메커니즘의 기능을 도시한다.
도 104a 및 도 104b는 공동이 제2 유형의 캡슐을 보유할 때 도 101b에 도시된 바와 같은 시스템의 로킹 메커니즘의 기능을 도시한다.
도 105a 내지 도 105c는 공동이 제1 유형의 캡슐을 보유할 때 도 101a에 도시된 바와 같은 시스템의 구속 링(arresting ring)의 기능을 도시한다.
도 106a 및 도 106b는 각각 추출 중에 브루 챔버 내에 있는 제1 유형의 캡슐 및 추출 중에 브루 챔버 내에 있는 제2 유형의 캡슐을 도시한다.
도 107a 및 도 107b는 중력의 영향 하에서 공동으로부터, 각각 사용된 제1 및 제2 유형의 캡슐의 방출을 위해 하향으로 회전된 제1 브루 챔버 부분을 도시한다.
도 108a 및 도 108b는 제1 브루 챔버 부분 및 제2 브루 챔버 부분에 의해 형성되는 브루 챔버 내에 삽입된, 각각 제1 유형의 캡슐 및 제2 유형의 캡슐의 일례를 도시한다.
도 109a는 제2 유형의 캡슐의 실시예의 도면이다.
도 109b는 도 109a에 따른 캡슐의 단면도이다.
도 109c는 도 109a에 도시된 바와 같은 화살표(P)의 방향으로 본 리드의 가능한 실시예의 도면이다.
도 109d는 도 109a에 도시된 바와 같은 화살표(P)의 방향으로 본 리드의 대안적인 실시예의 도면이다.
도 109e는 도 109a에 도시된 바와 같은 화살표(P)의 방향으로 본 리드의 대안적인 실시예의 도면이다.
도 101a 및 도 101b는 음료를 제조하기 위한 시스템(1)의 개략적인 단면도를 도시한다. 시스템은 장치(2) 및 교환가능 캡슐을 포함한다. 여기서, 시스템(1)은 제1 유형의 캡슐(4A) 및 제2 유형의 제2 캡슐(4B)과 협동하도록 구성된다. 도 101a 및 도 101b에 도시된 장치(2)는 하나의 동일한 장치이다. 장치(2)는 캡슐(4A)(도 101a 참조) 또는 캡슐(4B)(도 101b 참조) 중 어느 하나와 선택적으로 협동하도록 구성된다. 시스템(1)이 장치(2), 캡슐(4A) 및 캡슐(4B)을 포함할 수 있는 것이 인식될 것이다.
캡슐(4A, 4B)은 상이한 유형의 것이다. 이러한 예에서, 캡슐(4B)이 캡슐(4A)보다 크다. 캡슐(4B)의 축방향 길이 LB가 캡슐(4A)의 축방향 길이 LA보다 크다. 제2 유형의 캡슐(4B)의 직경 DB가 제1 유형의 캡슐(4A)의 직경 DA보다 크다. 이러한 차이에도 불구하고, 이러한 예에서 제1 및 제2 캡슐(4A, 4B)은 유사한 시각적 인상을 주도록 설계된다. 상기에 설명된 바와 같이, 그러한 확대된 캡슐의 예상된 브루잉 거동의 관점에서 제2 유형의 캡슐이 제1 유형의 캡슐과 동일한 형상을 갖는다는 것은 당업자에게는 명백하지 않다. 제2 유형의 캡슐은 위에서 논의된 바와 같은 ILS 캡슐의 일 실시예이다. 제1 유형의 캡슐은 위에서 논의된 바와 같은 표준 캡슐의 일 실시예이다. 제1 및 제2 캡슐(4A, 4B)은 패밀리 룩(family look) 및 느낌을 갖도록 설계된다. 여기서, 제1 유형의 캡슐(4A)의 축방향 길이와 직경의 비 LA/DA는 제2 유형의 캡슐(4B)의 축방향 길이와 직경의 비 LB/DB와 실질적으로 동일하다. 바람직하게는, 제1 및 제2 캡슐의 길이 대 직경 비는 20% 내에서, 바람직하게는 10% 내에서 동일하며, 예컨대 동일하다.
이러한 유사성을 고려하여, 두 캡슐(4A, 4B)이 이제 동시에 기술될 것이다. 이러한 예에서, 캡슐(4A, 4B) 둘 모두는 컵-형상의 본체(6A, 6B)를 포함한다. 여기서, 컵-형상의 본체(6A, 6B)는 저부(8A, 8B) 및 원주방향 벽(10A, 10B)을 포함한다. 저부(8A, 8B) 및 원주방향 벽(10A, 10B)은 일체형 부분을 형성할 수 있다. 캡슐(4A, 4B) 둘 모두는 리드(12A, 12B)를 포함한다. 리드(12A, 12B)는 컵-형상의 본체(6A, 6B)의 개방 단부를 폐쇄시킨다. 리드(12A, 12B)는 아래에서 설명되는 바와 같이 음료가 그것을 통해 캡슐로부터 배출될 수 있는 출구 영역(13A, 13B)을 포함한다. 이러한 예에서, 리드(12A, 12B)는 캡슐(4A, 4B)의 플랜지-유사 림(flange-like rim)(14A, 14B)에 연결된다. 여기서, 림(14A, 14B)은 외향으로 연장되는 림이다. 저부(8A, 8B), 원주방향 벽(10A, 10B) 및 림(14A, 14B)은 일체형 부분을 형성할 수 있다. 여기서, 출구 영역(13A, 13B)은 음료가 그것을 통해 잠재적으로 캡슐(4A, 4B)로부터 빠져나갈 수 있는 리드(12A, 12B)의 영역을 한정한다. 따라서, 림(14A, 14B)에 밀봉되는 리드(12A, 12B)의 영역이 출구 영역(13A, 13B)의 일부를 구성하지 않는다. 이러한 예에서, 캡슐(4A, 4B)은 저부(8A, 8B)로부터 리드(12A, 12B)까지 연장되는 축을 중심으로 실질적으로 회전 대칭이다. 컵-형상의 본체(6A, 6B) 및 리드(12A, 12B)는 캡슐의 내측 공간(16A, 16B)을 에워싼다. 내측 공간(16A, 16B)은 일정량의 음료 성분, 예컨대 추출가능 또는 가용성 물질을 포함한다. 음료 성분은 예컨대 로스팅 및 분쇄 커피, 차 등일 수 있다. 음료 성분은 분말 커피(powdered coffee)일 수 있다. 음료 성분은 액체일 수 있다. 캡슐(4A, 4B)의 크기의 차이를 고려하여, 제2 유형의 캡슐(4B)이 제1 유형의 캡슐(4A)보다 많은 양의 음료 성분을 포함할 수 있는 것이 인식될 것이다. 이러한 예에서, 제2 유형의 캡슐(4B)의 내측 공간(16B)은 제1 유형의 캡슐(4A)의 내측 공간(16A)의 약 2배이다. 예를 들어, 제1 유형의 캡슐(4A)은 4 내지 8 그램, 예컨대 약 6 그램의 분쇄 커피를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 유형의 캡슐(4B)은 8 내지 16 그램, 예컨대 약 12 그램의 분쇄 커피를 포함할 수 있다.
컵-형상의 본체(6A, 6B)는 금속 포일(metal foil), 예컨대 알루미늄 포일, 플라스틱 재료, 예컨대 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌, 또는 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다. 컵-형상의 본체(6A, 6B)는 프레싱(pressing), 딥-드로잉(deep-drawing), 진공 성형, 사출 성형 등에 의해 제조될 수 있다. 리드는 금속 포일, 예컨대 알루미늄 포일, 플라스틱 재료, 예컨대 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌, 또는 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다. 이러한 예에서, 캡슐(4A, 4B)은 이른바 폐쇄형 캡슐이다. 이는 장치 내로의 삽입 전에 밀폐식으로 폐쇄된 캡슐을 나타낸다. 폐쇄형 캡슐은 후술되는 바와 같이 장치에 의해 개방될 수 있다. 대안적으로, 비-밀봉 또는 재충전가능 캡슐이 또한 사용될 수 있다.
장치는 제1 브루 챔버 부분(18) 및 제2 브루 챔버 부분(20)을 포함한다. 제1 및 제2 브루 챔버 부분(18, 20)은 서로에 대해 폐쇄되어 브루 챔버(22A, 22B)(도 101a 및 도 101b에 도시되지 않음)를 형성할 수 있다.
제1 브루 챔버 부분(18)은 공동(24)을 포함한다. 공동(24)은 제1 또는 제2 캡슐(4A, 4B)을 수용하도록 구성된다. 여기서, 제1 브루 챔버 부분(18)의 공동(24)은 제1 유형의 캡슐(4A) 또는 제2 유형의 캡슐(4B)을 보유하도록 구성되는 사전결정된 공동(24)이다. 여기서, 공동(24)은 제1 유형의 캡슐 또는 제2 유형의 캡슐을 보유하기 위한 불변 형상을 갖는다. 여기서, 제1 브루 챔버 부분(18)은 제1 브루 챔버 부분(18)의 구성을 변화시킴이 없이 제1 유형의 캡슐 또는 제2 유형의 캡슐을 보유하도록 구성된다. 이러한 예에서, 제1 브루 챔버 부분(18)은 일체형 부분이다. 이러한 예에서, 제1 브루 챔버 부분(18)은 제1 인접 표면(26)을 포함한다. 제1 인접 표면은 공동(24) 내부에 위치된다. 여기서, 제1 인접 표면(26)은 대체로 환형의 제1 인접 표면이다. 대체로 환형의 제1 인접 표면(26)은 연속적으로 환형일 수 있거나, 그것은 단속적으로 환형일 수 있으며, 예컨대 환체(annulus)를 따라 복수의 세그먼트(segment)를 포함할 수 있다. 제1 인접 표면(26)은 예를 들어 공동(24) 내로 돌출되는 하나 이상의, 예컨대 아치형 리지(arched ridge)의 형상을 취할 수 있다. 여기서, 제1 인접 표면(26)은 공동(24)에 계단형 형상을 제공한다. 이러한 예에서, 제1 브루 챔버 부분(18)은 제2 인접 표면(28)을 포함한다. 제2 인접 표면은 공동(24)의 개방 단부 부근에 위치된다. 여기서, 제2 인접 표면(28)은 대체로 환형의 제2 인접 표면이다. 대체로 환형의 제2 인접 표면(28)은 연속적으로 환형일 수 있거나, 그것은 단속적으로 환형일 수 있으며, 예컨대 환체를 따라 복수의 세그먼트를 포함할 수 있다. 제2 인접 표면(28)은 예를 들어 하나 이상의, 예컨대 아치형 리지의 형상을 취할 수 있다. 제1 인접 표면(26)과 제2 인접 표면(28)이 제1 브루 챔버 부분(18)의 축방향으로 상호 거리를 두고 이격되는 것이 인식될 것이다. 제1 인접 표면(26)과 제2 인접 표면은 고정된 간격을 두고 위치된다. 제1 인접 표면(26)과 제2 인접 표면은 서로에 대해 움직이지 않는다. 여기서, 제1 브루 챔버 부분(18)은 이젝터(ejector)(38)를 포함한다. 이젝터(38)는 원추형 링 및/또는 탄성 요소(42), 여기서 나선형 스프링을 포함할 수 있다. 제1 브루 챔버 부분(18)은 캡슐의 저부를 천공하기 위한 천공 수단(piercing means)(44)을 포함한다. 여기서, 천공 수단은 복수의 나이프(knife), 예컨대 3개의 나이프를 포함한다.
제2 브루 챔버 부분(20)은 추출 판(extraction plate)(30)을 포함한다. 이러한 예에서, 추출 판(30)은 중심 부분(32) 및 주연부 부분(34)을 포함한다. 중심 부분(32)은 주연부 부분(34)에 대해 이동가능하다. 여기서, 중심 부분(32)은 제2 브루 챔버 부분(20)의 축방향으로 이동가능하다.
지금까지 기술된 바와 같은 시스템(1)은 하기와 같이 음료를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 그 과정에서 시스템(1)의 추가의 특징이 설명될 것이다.
도 101a 및 도 101b의 예에서, 장치(2)는 캡슐을 수용할 준비가 되어 있는 상태에 있다. 도 101a 및 도 101b에서, 캡슐(4A, 4B)은 방금 제1 브루 챔버 부분(18)의 공동 내로 삽입되었다. 제1 브루 챔버 부분(18)은 경사진 위치에 있다. 공동(24)의 개방 단부는 상향으로 향한다.
도 101a에 도시된 바와 같이, 제1 유형의 캡슐(4A)이 중력의 영향 하에서 공동(24) 내로 낙하할 수 있다. 여기에서, 제1 유형의 캡슐(4A)의 림(14A)이 제1 브루 챔버 부분(18)의 내측 표면(36)에 의해 안내된다. 제1 유형의 캡슐(4A)의 저부(8A)는 그것이 이젝터(38)에 대해 인접할 때까지 공동(24) 내로 하강한다. 여기서, 제1 유형의 캡슐(4A)의 저부(8A)는 이젝터(38) 상에 중심설정된다. 제1 유형의 캡슐(4A)의 림(14A)이 제1 인접 표면(26)과 제2 인접 표면(28) 사이에 위치되는 것이 인식될 것이다. 이러한 상태에서 제1 유형의 캡슐(4A)의 저부(8A)는 아직 천공되지 않는다.
도 101b에 도시된 바와 같이, 제2 유형의 캡슐(4B)이 또한 중력의 영향 하에서 공동(24) 내로 낙하할 수 있다. 여기에서, 제2 유형의 캡슐(4B)의 원주방향 벽(10B)이 제1 브루 챔버 부분(18)의 내측 표면(46)에 의해 안내된다. 제2 유형의 캡슐(4B)의 저부(8B)는 그것이 이젝터(38)에 대해 인접할 때까지 공동(24) 내로 하강한다. 여기서, 제2 유형의 캡슐(4B)의 저부(8B)는 이젝터(38) 상에 중심설정된다. 제2 유형의 캡슐(4B)의 림(14B)이 천공 수단(44)으로부터 볼 때 제2 인접 표면(28)을 지나 위치되는 것이 인식될 것이다. 이러한 상태에서 제2 유형의 캡슐(4B)의 저부(8B)는 아직 천공되지 않는다.
일단 캡슐(4A, 4B)이 도 101a 및 도 101b에 도시된 바와 같이 공동(24) 내로 삽입되면, 캡슐(4A, 4B) 주위에서 브루 챔버를 폐쇄시키기 위해 제1 브루 챔버 부분(18)이 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 이동될 수 있다. 제1 브루 챔버 부분(18)은 장치의 프레임(frame)(48) 내에서 안내된다.
이러한 예에서, 제1 브루 챔버 부분(18)은 도 102a 및 도 102b에 도시된 바와 같이 제1 보스(boss)(50) 및 제2 보스(52)를 포함한다. 제1 보스(50)는 프레임(48)의 제1 홈(54) 내에서 안내된다. 제2 보스(52)는 프레임(48)의 제2 홈(56) 내에서 안내된다. 보스(50, 52) 및 홈(54, 56)이 제1 브루 챔버 부분(18)이 따를 경로를 결정하는 것이 인식될 것이다. 여기서, 제1 홈(54) 및 제2 홈(56)은 프레임(48)의 측벽(57) 내에 제공된다. 제1 홈(54)은 측벽(57) 내로 제1 깊이로 연장된다. 제2 홈(56)은 측벽 내로 제2 깊이로 연장된다. 제2 깊이는 제1 깊이보다 크다. 제1 보스(50)는 제2 보스(52)보다 큰 직경을 갖는다. 제1 홈(54)은 제2 홈(56)보다 큰 폭을 갖는다. 제1 홈(54)의 폭은 제1 보스(50)의 직경에 대응한다. 제2 홈(56)의 폭은 제2 보스(52)의 폭에 대응한다. 제1 홈(54)이 제2 홈(56)과 상이한 궤적을 따라 연장되는 것이 인식될 것이다. 홈의 상이한 폭 및 깊이는 제1 및 제2 보스(50, 52)가 상이한 궤적을 따르도록 허용한다. 이러한 구성은 제1 및 제2 보스(50, 52)를 안내하기 위한 매우 소형의 구성을 허용한다.
장치(2)는 레버(58)를 포함한다. 레버는 사용자에 의해 수동으로 작동될 수 있다. 레버는 레버 축(60)을 중심으로 프레임(48)에 선회식으로(pivotally) 연결된다. 제1 브루 챔버 부분(18)은 니 조인트(knee joint)(62)를 통해 프레임(48)에 연결된다. 니 조인트(62)는 푸시 로드(push rod)(64) 및 크랭크(crank)(66)를 포함한다. 푸시 로드(64)는 니 축(knee axis)(68)에서 크랭크(66)에 선회식으로 연결된다. 크랭크(66)는 크랭크 축(70)에서 프레임(48)에 선회식으로 연결된다. 레버(58)는 제1 브루 챔버 부분(18)을 움직이도록 작동시키기 위해 니 조인트(62)에 연결된다. 여기서, 레버(58)는 레버 링크(lever link)(74)를 통해 니 조인트(62)에 연결된다. 레버 링크(74)는 레버 링크 축(76)에서 레버(58)에 선회식으로 연결된다. 레버 링크(74)는 니 링크 축(78)에서 푸시 로드(74)에 선회식으로 연결된다.
구속 링(80)이 제1 브루 챔버 부분(18)을 둘러싸도록 배열된다. 구속 링(80)은 제1 브루 챔버 부분(18)에 대해 축방향으로 이동가능하다. 여기서, 구속 링(80)은 제1 브루 챔버 부분(18)의 외부 표면에 의해 안내된다. 구속 링은 하나 이상의 탄성 요소(82), 여기서 나선형 스프링을 통해 제1 브루 챔버 부분에 연결된다. 푸시 로드는 푸시 로드 축(72)에서 구속 링(80)에 선회식으로 연결된다. 따라서, 여기서 니 조인트(62)는 제1 브루 챔버 부분(18)에 간접적으로, 즉 구속 링(80) 및 하나 이상의 탄성 요소(82)를 통해 연결된다. 구속 링의 기능이 후술될 것이다.
레버(58)가 하향 방향으로 이동될 때, 니 조인트(62)가 제1 브루 챔버 부분(18)을 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 밀어낼 것이다. 동시에, 제1 및 제2 홈(54, 56)의 형상으로 인해, 제1 브루 챔버 부분(18)이 상향으로 경사진 배향으로부터, 제1 브루 챔버 부분(18)의 축방향이 제2 브루 챔버 부분(20)의 축방향과 정렬되는 정렬된 배향으로 회전될 것이다.
위에 언급된 바와 같이, 장치(2)는 제1 유형의 캡슐(4A) 또는 제2 유형의 캡슐(4B) 중 어느 하나와 선택적으로 협동하도록 구성된다. 여기서, 시스템(1)은 제1 유형의 캡슐(4A)이 삽입되었는지 또는 제2 유형의 캡슐(4B)(또는 4B', 아래 참조)이 삽입되었는지에 따라 브루 챔버를 자동으로 조절하도록 구성된다. 이는 제1 또는 제2 유형의 캡슐의 적절한 취급을 선택하는 데 사용자 입력이 요구되지 않는 이점을 제공한다. 따라서, 실수의 위험이 크게 감소된다.
언급된 바와 같이, 제2 브루 챔버 부분(20)은 중심 부분(32) 및 주연부 부분(34)을 가진 추출 판(30)을 포함한다. 여기서, 중심 부분(32)은 제2 브루 챔버 부분(20)의 축방향으로 이동가능하다. 중심 부분(32)은 이러한 예에서 프레임(48)에 대해 축방향으로 활주가능하게 이동가능한 샤프트(shaft)(32')를 포함한다. 중심 부분(32)은 탄성 부재(84), 여기서 나선형 스프링을 통해 프레임(48)에 연결된다. 탄성 부재(84)는 중심 부분을 도 101a 및 도 101b의 준비 위치로 편향(bias)시킨다. 준비 위치는 이러한 예에서 연장된 위치이다. 중심 부분(32)은 제1 유형의 캡슐(4A)과 협동하기 위해 제1 브루잉 위치에 위치될 수 있다. 중심 부분은 제2 유형의 캡슐(4B)과 협동하기 위해 제2 브루잉 위치에 위치될 수 있다. 이러한 예에서, 시스템(1)은 공동(24)이 제1 유형의 캡슐(4A)을 보유할 때 중심 부분(32)을 제1 브루잉 위치에 또는 그 부근에 로킹시키도록 구성되는 로킹 메커니즘(86)을 포함한다.
로킹 메커니즘(86)은 로커(locker)(88)를 포함한다. 여기서, 로커(88)는 선회 축(90)을 중심으로 선회가능한 선회가능 핑거(pivotable finger)로서 설계된다. 로커(88)는 샤프트(32')로부터 멀어지게 선회된 위치로 편향된다. 로커는 또한 임의의 다른 적합한 위치로 편향될 수 있다. 로킹 메커니즘(86)은 푸셔(pusher)(92)를 추가로 포함한다. 푸셔는 제2 브루 부분(20)의 본체(94) 내에서 활주가능하게 안내된다. 푸셔(92)는 탄성 부재(96), 여기서 나선형 스프링을 통해 본체(94)에 연결된다. 탄성 부재(96)는 푸셔를 연장된 위치로 편향시킨다. 제1 브루 챔버 부분(18)은 액추에이터(actuator)(98)를 포함한다. 여기서, 액추에이터는 제1 브루 챔버 부분(18)의 전방 표면(frontal surface)에 의해 형성된다.
도 103a 및 도 103b는 공동(24)이 제1 유형의 캡슐(4A)을 보유할 때 로킹 메커니즘(86)의 기능을 도시한다. 이러한 예에서, 여기서 리드(12A), 출구 영역(13A) 및/또는 림(14A)에 의해 형성되는, 제1 유형의 캡슐(4A)의 최외측 부분이 액추에이터(98)에 대해 후방에, 즉 더욱 천공 수단(44)을 향해 위치된다. 그 결과, 제1 유형의 캡슐(4A)을 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 전진시킬 때, 제1 유형의 캡슐(4A)의 최외측 부분이 중심 부분(32)과 접촉하기 전에 액추에이터(98)가 푸셔(92)와 접촉할 것이다. 푸셔는 탄성 부재(96)의 편향력에 대항하여 밀린다. 푸셔(92)의 립(100)이 로커(88)의 경사 표면(102)을 따라 활주하여, 로커(88)가 샤프트(32')를 향해 선회하게 할 것이다. 그 결과, 로커(88)의 섬(thumb)(104)이 중심 부분(32)의 부분(106)의 이동 경로 내에 배치된다(도 103b 참조). 제1 유형의 캡슐(4A)이 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 추가로 전진될 때, 제1 유형의 캡슐(4A)이 중심 부분(32)에 대해 인접할 것이다. 이는 중심 부분이 탄성 부재(84)의 편향력에 대항하여 밀리게 할 수 있다. 선회된 로커(88)는 부분(106)이 섬(104)에 대해 인접한 위치를 넘어서는 중심 부분의 이동을 방지한다. 이는 본 명세서에서 제1 브루잉 위치로 정의된다. 따라서, 제1 유형의 캡슐(4A)은 중심 부분(32)을 준비 위치로부터 제1 브루잉 위치로 이동시키도록 배열된다. 제1 유형의 캡슐(4A)은 브루잉하는 동안에 제1 및 제2 브루 챔버 부분들(18, 20) 사이에 보유되며, 이 경우에 중심 부분(32)은 제1 브루잉 위치에 있다.
도 104a 및 도 104b는 공동(24)이 제2 유형의 캡슐(4B')(또는 4B')을 보유할 때 로킹 메커니즘(86)의 기능을 도시한다. 이러한 예에서, 여기서 리드(12B), 출구 영역(13B) 및/또는 림(14B)에 의해 형성되는, 제2 유형의 캡슐(4B)의 최외측 부분이 액추에이터(98)에 대해 전방에, 즉 더욱 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 위치된다. 그 결과, 제2 유형의 캡슐(4B)을 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 전진시킬 때, 액추에이터(98)가 푸셔(92)와 접촉하기 전에 제2 유형의 캡슐(4B)의 최외측 부분이 중심 부분(32)에 대해 인접할 것이다. 중심 부분(32)은 로커(88)가 여전히 샤프트(32')로부터 멀어지게 선회된 상태에서 탄성 부재(84)의 편향력에 대항하여 밀린다. 그 결과, 부분(106)이 섬(104) 아래로 통과하였다. 단지 부분(106)이 섬(104)을 통과한 후에만, 푸셔가 액추에이터(98)에 의해 탄성 부재(96)의 편향력에 대항하여 밀린다. 푸셔(92)의 립(100)이 여전히 로커(88)의 경사 표면(102)을 따라 활주하여, 로커(88)가 샤프트(32')를 향해 선회하게 할 것이다. 그러나, 이때 부분(106)이 이미 섬(104)을 통과하였다. 이러한 예에서, 제2 유형의 캡슐(4B)은 중심 부분(32)을 본체(94)와 인접하도록 밀어낸다. 이는 본 명세서에서 제2 브루잉 위치로 정의된다. 따라서, 제2 유형의 캡슐(4B)은 중심 부분(32)을 준비 위치로부터 제2 브루잉 위치로 이동시키도록 배열된다. 제2 유형의 캡슐(4B)은 브루잉하는 동안에 제1 및 제2 브루 챔버 부분들(18, 20) 사이에 보유되며, 이 경우에 중심 부분(32)은 제2 브루잉 위치에 있다.
따라서, 로킹 메커니즘(86)은 공동(24)이 제1 유형의 캡슐(4A)을 보유할 때 중심 부분(32)을 제1 추출 위치에 로킹시키도록 구성된다. 로킹이 편측식(single-sided)일 수 있는 것, 즉 로킹 메커니즘이 공동(24)이 제1 유형의 캡슐(4A)을 보유할 때 중심 부분(32)이 제1 추출 위치를 지나 이동되는 것을 방지할 수 있는 것에 유의하여야 한다. 그러나, 제1 추출 위치로부터 준비 위치로의 중심 부분(32)의 이동이 방지되지 않을 수 있다. 로킹 유닛(86)은 제2 유형의 캡슐(4B)이 브루 챔버 내에 포함될 때 중심 부분(32)이 제1 브루잉 위치에 또는 그 부근에 로킹되는 것을 선택적으로 방지하도록 구성된다. 로킹 유닛(86)은 제2 유형의 캡슐이 브루 챔버 내에 포함될 때 중심 부분(32)이 제2 브루잉 위치로 이동되는 것을 선택적으로 허용하도록 구성된다.
도 103a와 도 104a를 비교할 때, 제1 브루 챔버 부분(18)을 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 전진시키는 동안에, 제1 유형의 캡슐(4A)이 제2 유형의 캡슐(4B)보다 더 제1 브루 챔버 부분 내로 매입되는(recessed) 것이 인식될 것이다. 그러면, 제1 리드(12A), 출구 영역(13A) 및/또는 림(14B)이 제2 리드(12B), 출구 영역(13B) 및/또는 림(14B)보다 더 제1 브루 챔버 부분(18) 내로 매입된다.
도 103b와 도 104b를 비교할 때, 브루 챔버가 제1 유형의 캡슐(4A)을 보유할 때, 중심 부분(32)이 공동(24) 내로 연장되는 것이 인식될 것이다. 중심 부분(32)은, 제2 유형의 캡슐이 제1 브루 챔버 부분(18) 내에 포함되었다면 제2 유형의 캡슐(4B)의 리드(12B), 출구 영역(13B) 및/또는 림(14B)이 있을 위치를 지나 제1 브루 챔버 부분(18) 내로 연장된다.
위에 언급된 바와 같이, 니 조인트(62)는 제1 브루 챔버 부분(18)에 간접적으로, 즉 구속 링(80) 및 하나 이상의 탄성 요소(82)를 통해 연결된다. 도 105a 내지 도 105c는 구속 링(80)의 기능을 보여준다.
도 105a에서, 제1 유형의 캡슐(4A)은 중심 부분이 제1 브루잉 위치에 있는 상태에서 중심 부분(32)에 대해 인접한다. 구속 링(80)은 여전히 후방 위치에 있다. 레버(58)가 아직 그의 종단 위치에 도달하지 않았을 것이 인식될 것이다. 제1 브루 챔버 부분(18)은 돌출부(108)를 포함한다. 여기서, 돌출부(108)는 실질적으로 환형 돌출부이다. 돌출부(108)는 외향으로 연장된다. 여기서, 돌출부(108)는 제1 브루 챔버 부분(18)의 최외측 에지(edge)를 형성한다. 제2 브루 챔버 부분(20)은 리테이너(retainer)(110)를 포함한다. 여기서, 리테이너(110)는 리테이너 립의 원주방향 링으로서 설계된다. 리테이너(110)는 본체(94)에 선회식으로 연결된다. 여기서, 리테이너(110)는 본체(94)에 탄성적으로 선회식으로 연결된다. 리테이너(110)는 치형부(tooth)(112)를 포함한다. 치형부는 여기서 제1 경사진 표면(114) 및 제2 경사진 표면(116)을 갖는다.
레버(58)를 하강시킬 때, 구속 링(80)이 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 전진될 것이다. 하나 이상의 탄성 요소(82)가, 제1 브루 챔버 부분이 제2 브루 챔버 부분(20)에 대해, 예컨대 캡슐(4A, 4B)이 그 사이에 클램핑된(clamped) 상태로 인접할 때까지, 구속 링(80)보다 앞서 제1 브루 챔버 부분(18)을 밀어낼 것이다. 이러한 이동 중에, 돌출부(108)가 제1 경사진 표면(114)에 맞대어져 전진할 것이다. 이는 리테이너(110)가 외향으로 선회되게 한다(도 105a 참조). 추가의 전진은 돌출부(108)가 제2 경사진 표면(116)을 지나 통과하게 하여, 리테이너(110)가 내향으로 선회하게 한다(도 105b 참조). 제1 브루 챔버 부분이 제2 브루 챔버 부분(20)에 대해 인접하도록 레버(58)를 추가로 하강시키는 것은 하나 이상의 탄성 요소(82)가 압축되게 할 것이다. 그 결과, 구속 링(80)이 제2 브루 챔버 부분(20)을 향해 전진할 것이다. 레버(58)를 완전히 하강시키는 것은 구속 링(80)이 리테이너(110)와 로킹 링(118) 사이에 개재되게 할 것이다(도 105c 참조). 리테이너(110)를 둘러싸는 구속 링(80)은 리테이너(110)가 외향으로 선회하는 것을 방지한다. 따라서, 제1 브루 챔버 부분이 제2 브루 챔버 부분(20)에 대해 로킹된다. 제1 브루 챔버 부분은 제2 브루 챔버 부분(20) 상에 로킹된다.
장치는 유체, 예컨대 가압 온수(hot water under pressure)와 같은 액체를 제1 브루 챔버 부분(18)에 공급하기 위한 유체 공급 시스템을 포함할 수 있다. 브루 챔버가 음료를 브루잉하기 위한 유체로 가압될 때, 제1 및 제2 브루 챔버 부분(18, 20)이 유체 압력에 의해 서로 멀어지게 밀릴 것이다. 리테이너(110) 및 구속 링(80)과 선택적으로 로킹 링(118)이 유체 압력에 의해 가해지는 힘의 전부 또는 일부를 지탱할 것이다. 리테이너(110)와 로킹 링(118) 사이에 개재되는 구속 링(80)은 기계적 안정성을 증가시킨다. 구속 링(80)은 리테이너(110)에 의해 그것 상에 가해지는 모든 힘을 지탱할 필요가 없는데, 왜냐하면 구속 링이 로킹 링(118)에 대해 인접하고 힘의 적어도 일부를 로킹 링(118)으로 전달할 수 있기 때문이다. 로킹 링(118)은 움직이지 않을 수 있으며, 따라서 용이하게 보강될 수 있다. 제1 브루 챔버 부분이 제2 브루 챔버 부분(20) 상에 로킹되기 때문에, 프레임(48) 및 작동 메커니즘, 예컨대 니 조인트가 이러한 힘, 또는 적어도 그것의 보다 작은 부분을 지탱할 필요가 없다. 따라서, 프레임 및/또는 작동 메커니즘이 보다 약하게 그리고/또는 보다 저렴하게 설계될 수 있다.
비록 구속 링(80)의 기능이 제1 유형의 캡슐(4A)에 대해 도 105a 내지 도 105c에 도시되었지만, 구속 링(80)은 제2 유형의 캡슐(4B)에 대해 동일하게 기능할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 도 106a는 추출 중에 브루 챔버 내에 있는 제1 유형의 캡슐(4A)을 도시한다. 도 106b는 추출 중에 브루 챔버 내에 있는 제2 유형의 캡슐(4B)을 도시한다.
천공 부재(44)는 캡슐(4A, 4B)의 저부(8A, 8B)를 천공하도록 배열된다. 또한 도 105a 내지 도 105c에서 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 예에서 천공 부재(44)는 캡슐(4A, 4B)의 리드(12A, 12B)가 제1 또는 제2 브루잉 위치에서 중심 부분(32)에 대해 인접할 때까지 저부(8A, 8B)를 천공하지 않는다. 더욱이, 탄성 요소(42) 및 탄성 부재(84)의 강성이 선택될 수 있다. 이러한 예에서, 탄성 요소(42)의 강성은 탄성 부재(84)의 강성보다 크게 선택된다. 그러나, 탄성 요소(42)의 강성이 탄성 부재(84)의 강성과 동일하거나 탄성 요소(42)의 강성이 탄성 부재(84)의 강성보다 작은 것이 또한 가능한 것이 인식될 것이다.
일단 캡슐(4A, 4B)이 브루 챔버 내에 포함되고, 저부(8A, 8B)가 천공되었으면, 유체, 이러한 예에서 가압 온수가 브루 챔버에 공급될 수 있다. 따라서, 브루 챔버가 누출 방지형(leak tight)인 것이 요구된다. 더욱이, 중심 부분(32)에는 제1 밀봉 부재(120)가 제공된다. 주연부 부분(34)에는 제2 밀봉 부재(122)가 제공된다. 음료 제조 장치(2)는 제1 유형의 캡슐(4A) 또는 제2 유형의 캡슐(4B) 중 어느 하나를 사용하여 소비에 적합한 일정량의 음료를 제조하도록 구성된다. 이러한 양은 사전결정된 양일 수 있다. 이러한 양은 또한 사용자 선택가능, 사용자 설정가능, 또는 사용자 프로그램가능 양일 수 있다.
도 103b를 참조하여, 제1 유형의 캡슐(4A)을 고려한 밀봉이 기술된다. 제1 밀봉 부재(120)는 제1 유형의 캡슐(4A)을 보유하기 위한 브루 챔버를 형성할 때 중심 부분(32)과 제1 브루 챔버 부분(18) 사이의 유체 밀봉 맞물림을 제공하도록 구성된다. 제1 밀봉 부재(120)는 예를 들어 50 내지 70 쇼어 A 범위 내의 경도를 갖는 임의의 탄성 플라스틱 또는 고무로, 예를 들어 실리콘으로 제조될 수 있다. 이러한 예에서, 제1 밀봉 부재(120)는 제1 유형의 캡슐(4A)이 브루 챔버 내에 포함될 때 제1 브루 챔버 부분(18)에 대해 인접한다. 이는 캡슐(4A) 외부에서 공동(24) 내에 존재하는 물을 위한 시일을 제공한다. 이러한 방식으로, 브루 챔버(22A) 내로 주입된 브루잉 유체가 캡슐(4A)의 외부 주위로 우회하는 것이 방지된다. 도 103b의 예에서, 제1 밀봉 부재(120)는 탄성 립(121)을 포함한다. 탄성 립(121)은, 예를 들어 5 내지 20 바만큼 높을 수 있는 브루 챔버 내의 유체 압력의 영향 하에서 중심 부분(32)과 제1 브루 챔버 부분(18) 사이의 자가-보강 밀봉 맞물림을 제공하도록 구성된다. 따라서, 탄성 립(121)의 강성은 제1 밀봉 부재(120)의 나머지의 강성보다 높거나 낮거나 동일할 수 있다. 이러한 예에서, 제1 밀봉 부재(120)는 제1 유형의 캡슐(4A)의 림(14A)에 대해 인접한다. 림(14A)은 제1 인접 표면(26)에 의해 제1 밀봉 부재(120)에 대해 가압된다. 이는 음료가 출구 영역(13A)을 통해 캡슐(4A)로부터 빠져나가지 않도록 중심 부분(32)과 캡슐(4A) 사이의 밀봉 맞물림을 제공한다. 여기서 컵-형상의 본체(6B)로부터 멀어지게 향하는 림(14A)의 면이 제2 브루 챔버 부분(20)에 맞대어져 밀봉되는 것이 인식될 것이다. 상기 밀봉 맞물림을 보강하기 위해, 제1 밀봉 부재(120)는 제1 유형의 캡슐(4A)의 컵-형상의 본체(6A)로부터 멀어지게 향하는 림(14A) 상의 대응하는 홈 내에 수용되도록 구성되는 작은 돌출 리지를 포함할 수 있다. 작은 돌출 리지는 또한 제1 유형의 캡슐(4A)의 컵-형상의 본체(6A)로부터 멀어지게 향하는 림(14A) 상의 평평한 부분에 맞대어져 밀봉되도록 배열될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컵-형상의 본체(6A)를 향하는 림(14A)의 면은 제1 브루 챔버 부분(18)에 맞대어져 밀봉될 수 있다. 더욱이, 추가의 시일이 제1 브루 챔버 부분(18) 상에, 예컨대 제1 인접 표면(26) 상에, 그리고/또는 캡슐(4A) 상에, 예컨대 림(14A) 상에 또는 컵-형상의 본체(6A) 상에 제공될 수 있다. 캡슐 상의 시일이 제1 브루 챔버 부분(18)과 제2 브루 챔버 부분(20) 사이의 시일에 추가될 수 있는 것이 명백할 것이다. 이는 제1 밀봉 부재(120)에 의한 밀봉 작용을 줄일 수 있다.
도 104b를 참조하여, 제2 유형의 캡슐(4B)을 고려한 밀봉이 기술된다. 제2 밀봉 부재(122)는 제2 유형의 캡슐(4B)을 보유하기 위한 브루 챔버를 형성할 때 주연부 부분(34)과 제1 브루 챔버 부분(18) 사이의 유체 밀봉 맞물림을 제공하도록 배열된다. 제2 밀봉 부재(122)는 예를 들어 50 내지 70 쇼어 A 범위 내의 경도를 갖는 임의의 탄성 플라스틱 또는 고무로, 예를 들어 실리콘으로 제조될 수 있다. 제2 밀봉의 특징, 예컨대 크기, 두께, 강성, 또는 다른 것이 제1 밀봉 부재(120)에 대한 것과 동일할 수 있지만 그러할 필요는 없는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 예에서, 제2 밀봉 부재(122)는 제2 유형의 캡슐(4B)이 브루 챔버 내에 포함될 때 제1 브루 챔버 부분(18)에 대해 인접한다. 이는 캡슐(4B) 외부에서 공동(24) 내에 존재하는 물을 위한 시일을 제공한다. 도 104b의 예에서, 제2 밀봉 부재(122)는 탄성 립(123)을 포함한다. 탄성 립(123)은, 예를 들어 5 내지 20 바만큼 높을 수 있는 브루 챔버 내의 유체 압력의 영향 하에서 주연부 부분(34)과 제1 브루 챔버 부분(18) 사이의 자가-보강 밀봉 맞물림을 제공하도록 구성된다. 따라서, 탄성 립(123)의 강성은 제2 밀봉 부재(122)의 나머지의 강성보다 높거나 낮거나 동일할 수 있다. 또한, 예를 들어 길이와 같은 탄성 립(123)의 특징은 제1 밀봉 부재(120)의 탄성 립(121)에 대한 것과 동일할 수 있지만 그러할 필요는 없다. 이러한 예에서, 제2 밀봉 부재(122)는 제2 유형의 캡슐(4B)의 림(14B)에 대해 인접한다. 림(14B)은 제2 인접 표면(28)에 의해 제2 밀봉 부재(122)에 대해 가압된다. 이는 음료가 출구 영역(13B)을 통해 캡슐(4B)로부터 빠져나가지 않도록 주연부 부분(34)과 캡슐(4B) 사이의 밀봉 맞물림을 제공할 수 있다. 도 104b에서, 제1 밀봉 부재(120)는 제2 유형의 캡슐(4B)을 보유하기 위한 브루 챔버를 형성할 때 중심 부분(32)과 주연부 부분(34) 사이의 밀봉 맞물림을 제공한다. 중심 부분(32)과 주연부 부분(34) 사이의 이러한 밀봉 맞물림은 자가-보강형일 수 있다. 더욱이, 주연부 부분(34)과 제2 유형의 캡슐(4B) 사이의 맞물림은 브루잉 유체가 제1 밀봉 부재(120)로 통과하도록 허용할 수 있다. 따라서, 제1 밀봉 부재(120)는 음료가 출구 영역(13B)을 통해 캡슐(4B)로부터 빠져나가지 않도록 중심 부분(32)과 캡슐(4B) 사이의 밀봉 맞물림을 제공한다. 일 실시예에서, 제1 밀봉 부재(120)는 제2 유형의 캡슐(4B)을 보유하기 위한 브루 챔버를 형성할 때 제1 밀봉 부재(120)와 제2 밀봉 부재(122) 사이에서 돌출되는 주연부 부분(34)의 일부와 직접 밀봉 접촉할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 제1 밀봉 부재(120)는 주연부 부분(34) 내에 포함되는 제2 밀봉 부재(122)와 직접 밀봉 접촉할 수 있다. 여기서 컵-형상의 본체(6B)로부터 멀어지게 향하는 림(14B)의 면이 - 이러한 림은 리드에 의해, 예를 들어 포일에 의해 덮일 수 있거나 그렇지 않을 수 있음 - 제2 브루 챔버 부분(20)에 맞대어져 밀봉되는 것이 인식될 것이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컵-형상의 본체(6B)를 향하는 림(14B)의 면은 제1 브루 챔버 부분(18)에 맞대어져 밀봉될 수 있다. 더욱이, 추가의 시일이 제1 브루 챔버 부분(18) 상에, 예컨대 제2 인접 표면(28) 상에, 그리고/또는 캡슐(4B) 상에, 예컨대 림(14B) 상에 또는 컵-형상의 본체(6B) 상에 제공될 수 있다. 캡슐 상의 시일이 제1 브루 챔버 부분(18)과 제2 브루 챔버 부분(20) 사이의 시일에 추가될 수 있는 것이 명백할 것이다. 이는 제2 밀봉 부재(122)에 의한 밀봉 작용을 줄일 수 있다.
가압 유체가 브루 챔버 내의 캡슐(4A, 4B)에 공급될 때, 출구 영역(13A, 13B)이 추출 판(30)에 맞대어져 개방될 수 있다. 추출 판(30)은 이러한 예에서 복수의 양각 요소(relief element)(124)를 포함한다. 여기서, 양각 요소(124)는 절두 피라미드이다. 캡슐(4A, 4B) 내부의 압력의 상승은 출구 영역(13A, 13B)이 양각 요소에 맞대어져 인열되게 하여 음료가 캡슐(4A, 4B)로부터 빠져나가도록 허용할 수 있다.
음료는 추출 판 내의 개구를 통해 추출 판(30)을 통과할 수 있다. 이어서, 음료는 출구(126)로 유동할 수 있다. 출구(126)로부터, 음료는 컵과 같은 리셉터클(receptacle) 내로 유동할 수 있다.
일단 음료가 브루잉되었으면, 레버(58)가 상향으로 이동될 수 있다. 이는 구속 링(80)이 리테이너(110)로부터 멀어지게 이동되게 한다. 이어서, 제1 브루 챔버 부분(18)이 후방으로 이동될 것이다. 리테이너(110)의 제2 경사진 표면(116)은 리테이너가 돌출부(108)를 통과하도록 허용할 수 있다. 제1 브루 챔버 부분(18)이 제2 브루 챔버 부분(20)으로부터 멀어지게 이동할 것이다. 중심 부분(32)이 준비 위치로 복귀할 것이다. 보스(50, 52) 및 홈(54, 56)은 제1 브루 챔버 부분(18)이 따를 경로를 결정한다. 도 107a 및 도 107b에 도시된 바와 같이, 제1 브루 챔버 부분은 하향으로 회전할 것이다. 이는 중력의 영향 하에서 공동(24)으로부터 사용된 캡슐(4A, 4B)의 방출을 촉진시킨다. 이젝터(38)는 캡슐(4A, 4B)을 천공 부재(44)로부터 떨어뜨려 공동(24) 외부로 밀어내는 데 도움을 줄 수 있다. 사용된 캡슐(4A, 4B)은 장치(2)의 휴지통(waste basket) 내로 낙하할 수 있다.
이러한 예에서 제1 및 제2 캡슐(4A, 4B)은 유사한 시각적 인상을 주도록 설계된다. 도 108a는 제1 브루 챔버 부분(18) 및 제2 브루 챔버 부분(20)에 의해 형성되는 브루 챔버(22A) 내에 삽입된 제1 유형의 캡슐(4A)의 일례를 도시한다. 이러한 위치에서 원주방향 벽(10A)이 공동(24)보다 좁은 것이 인식될 것이다. 그 결과, 제1 유형의 캡슐(4A)을 둘러싸는 제1 용적부(volume)(126)가 공동(24) 내부에 있다. 도 108b는 제1 브루 챔버 부분(18) 및 제2 브루 챔버 부분(20)에 의해 형성되는 브루 챔버(22B) 내에 삽입된 제2 유형의 캡슐(4B)의 일례를 도시한다. 이러한 위치에서 원주방향 벽(10B)의 일부(128)가 공동(24)보다 좁은 것이 인식될 것이다. 이러한 부분(128)은 제1 인접 표면(26)을 지나 연장되는 원주방향 벽(10B)의 부분에 의해 형성된다. 그 결과, 제2 유형의 캡슐(4B)을 둘러싸는 제2 용적부(130)가 공동(24) 내부에 있다.
제1 용적부(126)는 브루 챔버가 제1 유형의 캡슐(4A)을 보유할 때 제1 유형의 캡슐(4A)에 의해 점유되지 않는 것에 유의하여야 한다. 그러나, 이러한 제1 용적부(126)는 브루 챔버가 제2 유형의 캡슐(4B)을 보유할 때 제2 유형의 캡슐(4B)의 일부에 의해 점유된다. 제2 용적부(130)는 브루 챔버가 제2 유형의 캡슐(4B)을 보유할 때 제2 유형의 캡슐(4B)에 의해 점유되지 않는다. 이러한 제2 용적부(130)는 브루 챔버가 제1 유형의 캡슐(4A)을 보유할 때 추출 판(30)의 중심 부분(32)을 수용한다.
제1 유형의 캡슐(4A)을 사용하여 음료를 브루잉할 때, 제1 용적부(126)가 물과 같은 유체로 충전될 것이며, 이러한 유체는 음료를 브루잉하기 위해 사용되지 않는다. 이러한 유체는 브루잉 후에 휴지통으로 배출될 수 있다. 제2 유형의 캡슐(4B)을 사용하여 음료를 브루잉할 때, 제2 용적부(130)가 물과 같은 유체로 충전될 것이며, 이러한 유체는 음료를 브루잉하기 위해 사용되지 않는다. 이러한 유체는 브루잉 후에 용기, 예컨대 휴지통으로 배출될 수 있다. 이러한 예에서, 제1 용적부(126)는 제2 용적부(130)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 휴지통으로 지향되는 유체의 체적은 제1 유형의 캡슐(4A)을 사용하여 음료를 브루잉할 때 그리고 제2 유형의 캡슐(4B)을 사용하여 음료를 브루잉할 때 실질적으로 동일하다.
본 명세서에서, 본 발명은 본 발명의 실시예의 특정 예를 참조하여 기술된다. 그러나, 본 발명의 본질로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 그에 대해 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 명료함 및 간결한 설명의 목적을 위해, 특징들이 동일한 또는 별개의 실시예의 일부로서 본 명세서에 기술되지만, 이들 별개의 실시예에 기술되는 특징들 중 전부 또는 일부의 조합을 갖는 대안적인 실시예가 또한 예상된다.
이들 예에서, 추출 판의 중심 부분은 복수의 양각 요소를 포함한다. 주연부 부분은 양각 요소를 포함하지 않는다. 그러나, 주연부 부분이 또한 양각 요소를 포함할 수 있는 것이 인식될 것이다. 추출 판 및 제2 출구 영역은 개방될 때의 제2 출구 영역의 유동 저항이 개방될 때의 제1 출구 영역의 유동 저항보다 작도록 서로에 대해 구성될 수 있다. 추출 판 및 제2 출구 영역은 제2 출구 영역이 제1 출구 영역보다 큰 표면적에 걸쳐 추출 판에 걸려 인열되도록 서로에 대해 구성될 수 있다. 추출 판 및 제2 출구 영역은 제2 출구 영역이 제1 출구 영역보다 많은 위치에서 추출 판에 걸려 인열되도록 서로에 대해 구성될 수 있다. 외측 양각 요소가 제1 및 제2 출구 영역 둘 모두를 인열시키도록 설계될 수 있으며, 이 경우에 제2 출구 영역이 제1 출구 영역보다 큰 표면적에 걸쳐 외측 양각 요소에 걸려 인열된다. 추출 판은 제1 유형의 양각 요소 및 제2 유형의 적어도 하나의 양각 요소를 포함할 수 있으며, 이 경우에 제1 유형의 양각 요소는 제1 출구 영역에 대응하는 영역 내에 배열되고, 제2 유형의 적어도 하나의 양각 요소는 제2 출구 영역에 대응하는 영역 내에 그리고 제1 출구 영역에 대응하는 영역 외부에 배열된다. 제2 유형의 양각 요소는 제1 유형의 양각 요소보다 예리한 에지를 가질 수 있다. 제2 출구 영역은 약화된 구역(weakened zone)을 포함할 수 있다. 약화된 구역은 제2 출구 영역의 주연부 영역 내에 위치될 수 있다.
이들 예에서, 제1 유형의 캡슐은 외향으로 연장되는 플랜지-유사 림을 갖는다. 제1 유형의 캡슐이 외향으로 연장되는 림을 포함하지 않는 것이 가능한 것이 인식될 것이다. 이들 예에서, 제2 유형의 캡슐은 외향으로 연장되는 플랜지-유사 림을 갖는다. 제2 유형의 캡슐이 외향으로 연장되는 림을 포함하지 않는 것이 가능한 것이 인식될 것이다.
이들 예에서, 캡슐 본체 및 리드는 본체에 대한 리드의 용이한 용접을 허용하도록 알루미늄 포일, 바람직하게는 중합체 코팅된 알루미늄 포일로 제조된다. 캡슐 본체 및/또는 리드는, 당업자에 의해 적합한 것으로 여겨지는 그리고 압출, 공압출, 사출 성형, 블로우 성형, 진공 성형 등과 같은 당업계에서 종래에 공지된 기술을 사용하여 시트, 필름 또는 포일로 가공될 수 있는 매우 다양한 재료로 제조될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 캡슐 본체 및/또는 리드에 적합한 재료는 플라스틱 재료, 특히 열가소성 재료, 예를 들어 폴리올레핀 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, PVC, 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET); 금속 포일, 예컨대, 알루미늄, 스테인리스강, 금속 합금 등; 또는 직조 또는 부직 또는 달리 가공된 섬유질 재료, 예컨대, 종이, 폴리에스테르 등의 시트; 또는 이들의 조합, 예컨대, 다층을 제한 없이 포함한다. 캡슐을 위한 재료는 생분해성 중합체 또는 다른 생분해성 재료일 수 있다. 당업자는 음식 재료와의 예상된 사용 및 캡슐의 사용 중의 임의의 다른 관련 상황을 고려하여 적절한 재료를 선택할 수 있을 것이다. 시트 또는 포일의 두께는 형태 안정적 캡슐이 제공되도록 선택될 수 있다. 시트 또는 포일의 두께는 재료의 특성에 따라 다를 수 있다.
이들 예에서, 캡슐은 폐쇄형 캡슐이다. 시스템에 개방형 캡슐을 제공하는 것이 또한 가능하다. 개방형 캡슐은 장치 내로의 삽입 전에 개방된다. 개방형 캡슐은 사전-천공될 수 있다. 개방형 캡슐은 개방형 캡슐을 장치 내에 삽입하기 전에 제거되어야 하는 밀폐식으로 밀봉된 패키지 내에 패키징될 수 있다. 이들 예에서, 캡슐은 천공 수단에 의해 천공된다. 시스템에 천공 수단에 의해 천공되지 않는 캡슐을 제공하는 것이 또한 가능하다. 그러한 캡슐은 예컨대 입구 필터(entrance filter)를 포함할 수 있다. 이들 예에서, 캡슐은 추출 판에 맞대어져 개방된다. 시스템에 추출 판에 맞대어져 개방되지 않는 캡슐을 제공하는 것이 또한 가능하다. 그러한 캡슐은 예컨대 출구 필터(exit filter)를 포함할 수 있다.
이들 예에서, 캡슐 자체는 밀봉 부재를 포함하지 않는다. 밀봉 부재, 예컨대 탄성 밀봉 부재를 가진 캡슐을 제공하는 것이 가능한 것이 인식될 것이다. 밀봉 부재는 예컨대 림 상에, 예컨대 컵-형상의 본체를 향하는 면 상에 또는 컵-형상의 본체로부터 멀어지게 향하는 면 상에 배치될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 밀봉 부재가 원주방향 벽 상에 그리고/또는 저부 상에 제공될 수 있다.
이들 예에서, 구속 링 및 리테이너는 제1 및 제2 브루 챔버 부분의 실질적으로 전체 주변부를 따라 연장된다. 이는 2개의 브루 챔버 부분의 서로 상에의 특히 우수한 로킹을 제공한다. 그러나, 구속 링 및 리테이너가 주변부를 따라 하나 이상의 별개의 위치에서, 예컨대 2개, 3개, 4개, 6개 또는 8개의 위치에서 구속 수단 및 보유 수단을 포함하는 것이 또한 가능한 것이 인식될 것이다.
상기 모든 예에서, 캡슐(4B)은 이하에서 논의되는 캡슐(4B')에 의해 대체될 수 있다.
제2 유형의 캡슐(4B)(ILD-캡슐로도 또한 지칭됨)의 상세한 실시예(도 109a 내지 도 109c 참조)의 경우, 캡슐(4B)이 절두 원추형 캡슐 본체(6B)를 포함하는 것으로 생각된다. 본체는 컵 본체의 중심 축 주위에 연장되는 원주방향 측벽(10B), 캡슐 본체의 제1 단부를 폐쇄하기 위한 측벽의 제1 단부(9B)와 연결된 저부 벽(8B), 및 원주방향 측벽의 제2 단부(11B)로부터 반경방향 외향으로 연장되는 플랜지(림 또는 플랜지-유사 림으로도 또한 지칭됨)(4B)를 포함한다.
캡슐은 플랜지와 연결되는 포일 리드(12B)를 추가로 포함한다. 그것은 또한 캡슐 본체 및 리드에 의해 경계지어지는 내측 공간(16B) 내에 수용되는 커피 분쇄물의 커피 베드(13B)를 포함한다. 커피 베드는 원주방향 벽의 제2 단부에서의 컵 본체의 내경에 대응하는 최대 커피 베드 직경(D1)을 갖는다. 내측 공간은 저부와 원주방향 측벽의 제2 단부가 연장되는 평면 사이의 최대 거리에 의해 한정되는 높이(H1)를 갖는다. 커피 베드의 중량은 9 내지 13 그램의 범위에 있다. 커피 베드의 (높이)/(최대 폭)의 비는 0.9 내지 1.2의 범위 내에 있다. 이 예에서, D1은 약 34 mm이고 H1은 약 39 mm 이다. (내측 공간의 높이)/(원주방향 벽의 제2 단부에서의 컵 본체의 내경)의 비는 또한 0.9 내지 1.2의 범위에 있다. 따라서, 커피 베드의 높이는 내측 공간의 높이와 실질적으로 동일하다. 캡슐 본체(6B) 및 리드(12B)는 각각 알루미늄으로부터 제조된다. 캡슐(4B)은 밀폐식으로 폐쇄된다. 캡슐(4B)의 저부는 캡슐 내로 가압 하의 물을 공급하기 위해 천공 개방되도록 설계되고, 위에서 논의된 바와 같이 리드는 캡슐 내의 물의 압력의 영향 하에서 인열 개방되도록 설계된다.
효과는 제2 유형의 캡슐이 우수한 브루 성능을 갖는다는 것이다. 예를 들어, 브루 성능은 하기와 같이 특징지어질 수 있다:
- 에스프레소의 경우 2.8 내지 3.4%의 범위 내에 있고 룽고의 경우 1.3 내지 1.5%의 범위 내에 있는 건조물;
- (비터락톤)/(아세트산)의 비가 에스프레소의 경우 220 내지 245의 범위에 있고 룽고의 경우 480 내지 510의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(퀸산)의 비가 에스프레소의 경우 95 내지 105의 범위에 있고 룽고의 경우 210 내지 230의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(시트르산)의 비가 에스프레소의 경우 210 내지 225의 범위에 있고 룽고의 경우 390 내지 420의 범위에 있음;
- 20 내지 28%의 범위에 있는 수율;
- 2.6 내지 3.9%의 범위에 있는 강도;
- 에스프레소의 경우 7180 내지 7750 ppm의 범위 내에 있고 룽고의 경우 7300 내지 7550 ppm의 범위 내에 있는 아로마.
다른 값 범위가 도 14a, 도 14b, 도 15, 도 16, 도 17, 도 18, 도 19 및 도 20에 도시되어 있는데, 여기서 에스프레소 2에 관한 값은 본 발명에 따른 ILD-캡슐의 일 실시예인 DCA 캡슐로부터 제조된 에스프레소 음료에 관한 것이다. 룽고 2에 관한 값은 본 발명에 따른 ILD-캡슐의 일 실시예인 DCA 캡슐로부터 제조된 룽고 브루에 관한 것이다. 에스프레소 1 및 루고 1에 관한 값들은 본 발명에 따르지 않은 표준 캡슐(STN)로 제조된 브루와 연관된다.
도 14a, 도 14b, 도 15, 도 16, 도 17, 도 18, 도 19 및 도 20에 도시되고 에스프레소 2, 루고 2(도 14a, 도 14b, 도 15, 도 16, 도 17 및 도 18의 경우)에 관한, 포르자 B1 ILD 10.7 g(도 19의 경우)에 관한, 그리고 프로폰도 B1 ILD 11.1 g(도 19의 경우)에 관한 값의 범위는 또한 본 발명에 따른 ILD-캡슐의 일 실시예의 브루 성능을 특징짓고 본 명세서에 참고로 포함된다. 바람직하게는, 커피 베드의 중량은 10.0 내지 12.5 그램의 범위에 있을 수 있다.
바람직하게는, 커피 베드의 체적이 내측 공간의 체적과 적어도 실질적으로 동일한 것으로 대체적으로 생각될 수 있다. 또한, (커피 베드의 체적)/(내측 공간의 체적)의 비가 0.6 내지 1.0의 범위 내에, 바람직하게는 0.75 내지 1.0의 범위 내에, 더 바람직하게는 0.85 내지 1.0의 범위 내에, 심지어 더 바람직하게는 0.9 내지 1.0의 범위 내에, 가장 바람직하게는 0.95 내지 1.0의 범위 내에 있는 것으로 생각될 수 있다. 내측 공간이 커피로 (거의) 충전된다는 사실은 브루잉 거동이 예측가능한 것을 제공한다. 그것이 (거의) 완전히 충전되지 않을 경우, 커피 베드의 형상은 변할 것이다. 이러한 캡슐이 더블 리스트레또, 더블 에스프레소 및 더블 룽고를 제조하는 데 사용될 수 있다는 것은 놀라운 일이다. 당업자는 더블 룽고를 위한 캡슐이 커피로 (거의) 완전히 충전될 것이고, 리스트레또 및/또는 에스프레소를 위한 캡슐이 커피 베드로 완전히 충전되지 않을 것으로 예상할 것이다. 그 경우에, 캡슐의 저부 근처의 나머지 개방 공간은 개방 구조를 갖는 플라스틱 충전 피스로 충전되어 물이 그를 통해 유동할 수 있게 할 수 있다. 이러한 충전 피스는 커피 베드가 채널링(channeling)이 회피되는 사전정의된 형상을 갖는 것을 제공한다. 또한, 에스프레소 또는 리스트레또에 대한 브루의 강도가 강해지는 것이 회피된다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 충전 피스는 커피 분쇄물로 대체된다. 이는 에스프레소 또는 리스트레또에 대한 브루의 강도가 여전히 원하는 정도이고 강하게 되지 않다는 것을 보여준다.
이를 고려하면, 본 발명은 또한 위에서 논의된 바와 같은 제2 유형의 제1 캡슐(4B) 및 위에서 논의된 바와 같이 하기에 논의되는 제2 유형의 제2 캡슐(4B)(제2 유형의 제2 캡슐(4B')을 포함함)을 포함하는 시스템에 관한 것으로, 여기서 제2 유형의 제1 캡슐(4B)은 더블 리스트레또 또는 더블 에스프레소를 제조하기 위한 커피 베드로 충전되고, 제2 유형의 제2 캡슐(4B, 4B')은 더블 룽고를 제조하기 위한 커피 베드로 충전되고, 제2 유형의 제1 캡슐의 커피 베드의 높이는 제2의 커피 베드의 높이와 대략 동일하고, 바람직하게는 각각의 커피 베드의 높이는 내측 공간(16B)의 높이에 실질적으로 대응한다.
더 일반적으로, 내측 공간의 체적은 25 내지 30 ml의 범위 내에, 더 바람직하게는 27.5 내지 28.5 ml의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이는 위에서 논의된 바와 같은 가능한 축적 계수 f에 대응한다. 또한 더 일반적으로, 커피 베드의 체적은 25.0 내지 30.0 ml의 범위 내에, 더 바람직하게는 27.5 내지 28.5 ml의 범위 내에 있다.
또한, 더 일반적으로, 내측 공간의 높이는 37.0 내지 39.0 mm, 바람직하게는 38.0 내지 38.8 mm의 범위에 있고/있거나; 원주방향 벽의 제2 단부에서의 캡슐 본체의 내경은 33.0 내지 35.0 mm, 바람직하게는 34.0 내지 34.9 mm(직경, 컵 본체 개구부)의 범위에 있고/있거나; 원주방향 벽의 제1 단부에서의 캡슐 본체의 내경은 27.0 내지 30.0 mm, 바람직하게는 28.0 내지 29.0 mm(직경, 저부)의 범위에 있는 것으로 생각된다. 더 일반적인 특징 면에서, 캡슐은 체적이 50 ml 초과인 커피 브루를 제조하도록 구성되는 것으로 생각된다. 이러한 실시예에서, 캡슐 본체 및/또는 리드에는 코팅이 제공된다.
본 발명의 추가 태양에 따르면, 하기는 제2 유형의 캡슐에 대해 적용된다:
- 분쇄물 크기 분포;
- 평균 분쇄물 크기;
- 미립자의 백분율;
- 커피의 탭 밀도(tap density)(gr/㎤)
- 체적 평균 직경; 및
- 캡슐 내의 커피 베드 밀도(gr/㎤)는
모두, 내측 용적부가 커피 분쇄물로 완전히, 또는 대안적으로는 부분적으로 충전된 상태에서, 획득된 브루의 맛이 하기 파라미터들 중 적어도 하나에 의해 정의되는 핑거프린트(fingerprint)에 의해 정의되도록 선택됨:
- 에스프레소의 경우 2.8 내지 3.4%의 범위 내에 있고 룽고의 경우 1.3 내지 1.5%의 범위 내에 있는 건조물;
- (비터락톤)/(아세트산)의 비가 에스프레소의 경우 220 내지 245의 범위에 있고 룽고의 경우 480 내지 510의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(퀸산)의 비가 에스프레소의 경우 95 내지 105의 범위에 있고 룽고의 경우 210 내지 230의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(시트르산)의 비가 에스프레소의 경우 210 내지 225의 범위에 있고 룽고의 경우 390 내지 420의 범위에 있음;
- 20 내지 28%의 범위에 있는 수율;
- 2.6 내지 3.9%의 범위에 있는 강도;
- 에스프레소의 경우 7180 내지 7750 ppm의 범위 내에 있고 룽고의 경우 7300 내지 7550 ppm의 범위 내에 있는 아로마.
바람직하게는, (리드 직경)/(리드 두께)의 비는 700 내지 2100, 바람직하게는 900 내지 1400의 범위 내에 있다. 그러한 리드는 그가 비교적 큰 표면적을 가지고 있음에도 불구하고 그의 사용 동안 최적 순간에 인열 개방된다.
상기에 언급된 범위는 위에서 논의된 바와 같이 더 예측가능한 원하는 수율 및 강도를 제공한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 하기는 제2 유형의 캡슐에 대해 적용된다:
- 커피 베드의 높이는 23.0 내지 39.0 mm, 바람직하게는 35.0 내지 38.8 mm의 범위에 있고/있거나;
- 최대 커피 베드 직경은 33.0 내지 35.0 mm, 바람직하게는 34.0 내지 34.9 mm의 범위에 있고/있거나;
- 내측 공간의 체적은 25.0 내지 30.0 ml, 바람직하게는 27.5 내지 28.5 ml의 범위에 있고;
커피 베드 특성들 중 적어도 하나가 하기 범위 내에 있음:
탭 밀도: 380 내지 500 g/l, 바람직하게는 400 내지 460 g/l;
미립자의 백분율: 6 내지 24% < 90 마이크로미터, 바람직하게는 10 내지 21% < 90 마이크로미터;
체적 평균 직경: 240 내지 440 마이크로미터, 바람직하게는 260 내지 400 마이크로미터.
효과는 제2 유형의 캡슐이, 사용되고 있는 경우, 평균 유량이 3 내지 5 ml/s로 획득되도록 10 내지 73초의 시간 범위 내에 50 내지 220 ml 범위의 양의 커피 브루를 제공하는 것이다. 체적 범위의 하부 부분은 더블 리스트레또와 연관되고, 체적 범위의 중간 부분은 더블 에스프레소와 연관되고, 체적 범위의 상부 부분은 더블 룽고와 연관된다.
본 발명에 따른 체적 평균 직경(VMD) 및 미립자의 백분율은 건조 제품에서의 입자 분포 및 크기를 결정하기에 적합한 통상 공지된 심파테크(Sympatec) 분석기에 의해 결정된다는 것에 유의한다. 그러한 분석기는 건조 분산 시스템 로도스(Rodos) T4.1 유닛과 조합하여 사용되는 심파테크 중앙 유닛 "헬로스(Helos)"일 수 있다. 사용된 측정 범위 R6는 9.0 내지 1750을 포함한다. 샘플이 측정 유닛 내에 위치된다. 레이저 회절 기술에 의해, 상기 샘플의 입자 크기 분포가 결정된다. 레이저에 의해 방출된 광은 샘플 입자에 의해 회절된다. 회절량은 샘플의 로스팅 및 분쇄 커피의 입자 크기에 좌우된다. 확산 광은 렌즈를 통과한 후에 검출기에 의해 검출되는데, 상기 렌즈는 R6 렌즈이다.
하기 파라미터들 중 적어도 하나를 포함하는 핑거프린트를 갖는 커피 브루가 획득될 수 있다:
- 에스프레소의 경우 2.8 내지 3.4%의 범위 내에 있고 룽고의 경우 1.3 내지 1.5%의 범위 내에 있는 건조물;
- (비터락톤)/(아세트산)의 비가 에스프레소의 경우 220 내지 245의 범위에 있고 룽고의 경우 480 내지 510의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(퀸산)의 비가 에스프레소의 경우 95 내지 105의 범위에 있고 룽고의 경우 210 내지 230의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(시트르산)의 비가 에스프레소의 경우 210 내지 225의 범위에 있고 룽고의 경우 390 내지 420의 범위에 있음;
- 20 내지 28%의 범위에 있는 수율;
- 2.6 내지 3.9%의 범위에 있는 강도;
- 에스프레소의 경우 7180 내지 7750 ppm의 범위 내에 있고 룽고의 경우 7300 내지 7550 ppm의 범위 내에 있는 아로마.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 하기는 제2 유형의 캡슐에 대해 적용된다:
- 내측 공간의 높이는 37.0 내지 39.0 mm, 바람직하게는 38.0 내지 38.8 mm의 범위에 있고/있거나;
- 제2 단부에서의 컵 본체의 내경은 33.0 내지 35.0 mm, 바람직하게는 34 내지 34.9의 범위에 있고/있거나;
- 내측 공간의 체적은 25.0 내지 30.0 ml, 바람직하게는 27.5 내지 28.5 ml의 범위에 있고;
중심 축에 대한 측벽의 각도 φ는 4.5 내지 5.5도, 바람직하게는 4.9 내지 5.1도의 범위에 있음.
이는 그러한 캡슐이 알루미늄으로부터 제조될 수 있음을 보여주는데, 여기서 캡슐 본체는 딥 드로잉(deep drawing) 공정 동안 캡슐 본체가 인열되고/되거나 잘못된 주름(faux plis)이 발생할 위험 없이 딥 드로잉 공정에 의해 형성될 수 있다. 캡슐(알루미늄 원형 시트로 제조됨)에 대한 연신비(draw ratio)는 1.28 내지 1.31이다. 그 경우에, 5도를 넘는 것은 상기 위험을 무릅쓰지 않고서 생산하는 것을 너무 어렵게 만든다.
바람직하게는, 제2 유형의 캡슐은 원주방향 벽과 플랜지(14B) 사이의 전이 에지(transition edge)에서 내측 공간 내에 접착제의 스플래시(splash)(17)를 갖는다. 이는 리드가 브루잉 동안 캡슐 본체로부터 인열되어 느슨하게 될 수 있는 것을 방지한다. 이는 캡슐 본체의 플랜지와 맞물리는 대신에 시일의 형성을 위해 리드 표면과 맞물릴 때 위에서 논의된 바와 같은 장치와의 적절한 밀봉을 획득할 수 있도록 하는 일부 추가 지지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 하기는 제2 유형의 캡슐에 대해 적용된다:
- 원주방향 벽의 제2 단부에서의 컵 본체의 내경은 33.0 내지 35.0, 바람직하게는 34.0 내지 34.9 mm의 범위에 있고/있거나;
- 내측 공간은 체적이 25.0 내지 30.0 ml, 바람직하게는 27.5 내지 28.5 ml의 범위에 있고/있거나;
- 내측 공간의 높이는 37.0 내지 39.0 mm, 바람직하게는 38.0 내지 38.8 mm의 범위에 있고;
컵 본체의 원주방향 벽 및 저부 벽의 두께는 105 내지 120 μm의 범위에 있음. 비교적 두꺼운 벽은 또한 위에서 논의된 바와 같이 잘못된 주름이 회피될 수 있는 것을 돕는다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 원주방향 벽의 제2 단부에서의 컵 본체의 내경이 33.0 내지 35.0 mm의 범위에, 바람직하게는 34.0 내지 34.9 mm의 범위에 있는 것은 제2 유형의 캡슐에 대해 적용된다. 리드는 직경이 34.0 내지 48.0 mm, 바람직하게는 39.0 내지 43.0 mm의 범위에 있고, 심지어 더 바람직하게는 대략 40.8 mm이다. 이는 리드를 플랜지에 연결하기에 충분한 큰 표면적을 제공한다. 리드 두께는 20 내지 47 마이크로미터의 범위 내에, 바람직하게는 30 내지 40 마이크로미터의 범위 내에 있다. 리드는 컵 본체의 플랜지와 링형 연결 영역을 따라 연결되고, 여기서 링형 연결 영역의 표면적(Ar)과 리드의 표면적(Al)의 비(Ar/Al)가 0.36 내지 0.41, 바람직하게는 0.375 내지 0.385의 범위 내에 있다. 팽창(bulging)의 크기, 즉 리드의 중심과 원주방향 벽의 제2 단부가 연장되는 평면 사이의 거리는 0.8 내지 2.0 mm의 범위에 있다. 이러한 가능한 팽창의 크기는 커피 분쇄물이 폐쇄형 캡슐 내로 패킹되게 할 수 있으며, 이는 신선하고 많은 향을 보유한다. 리드가 스터드판(studplate)과 접촉하지 않고서 파열 개방되거나 리드가 플랜지로부터 인열되어 느슨하게 되는 내부 압력은 1.2 내지 1.9 바의 범위에, 더 바람직하게는 1.6 내지 1.8 바의 범위에 있다.
이제 제2 유형의 캡슐(4B')의 다른 실시예가 논의될 것이다. 이러한 제2 유형의 제2 캡슐(4B')은 제2 유형의 (제1) 캡슐(4B)과 동일하되, 플랜지(14B)와 연결된 리드(12B')(도 109d)에 유출 개구부(21B')(도 109d) 또는 복수의 유출 개구부(21B')(도 109e)가 제공된다는 차이를 갖는다. 캡슐(4B')은 커피 베드(13B')와 리드(12B') 사이에 위치되는 출구 필터(19B')(도 109a 및 도 109b에 파선으로 옵션으로서 개략적으로 도시되고 도 109d 및 도 109e에 도시됨)를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 출구 필터의 두께는 1.2 내지 1.6 mm의 범위에 있고/있거나 출구 필터의 투과도는 DIN 및 ISO 9237에 따라 200 Pa에서 100 mm/s 내지 200 Pa에서 700 mm/s의 범위에 있고/있거나, 출구 필터는 폴리에스테르 섬유를 포함하고/하거나 필터의 중량은 300 내지 600 g/m2이다.
도 109d 또는 도 109e에 따른 리드를 갖는 도 109a 및 도 109b에 따른 그러한 캡슐은 크레마를 포함하지 않거나 거의 포함하지 않는 더블 룽고의 커피를 제조하는 데 사용될 수 있다. 그러한 커피 추출물은 또한 브루잉된 커피로 지칭된다.
개구부(21B') 또는 복수의 개구부(21B')의 총 표면적은 1.5 내지 5.0 ㎠의 범위에 있을 수 있다.
본 발명은 또한, 위에서 논의된 바와 같은 제2 유형의 제1 캡슐(4B) 및 위에서 논의된 바와 같은 제2 유형의 제2 캡슐(4B')을 포함하는 시스템에 관한 것으로, 제2 유형의 제1 캡슐(4B)은 더블 리스트레또 또는 더블 에스프레소를 제조하기 위한 커피 베드로 충전되고, 제2 유형의 제2 캡슐(4B')은 실질적으로 크레마가 없는 더블 룽고를 제조하기 위한 커피 베드로 충전되고, 제2 유형의 제1 캡슐의 커피 베드의 높이는 제2 유형의 제2 캡슐의 커피 베드의 높이와 대략 동일하고, 바람직하게는 각각의 커피 베드의 높이는 내측 공간(16B)의 높이에 실질적으로 대응한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 시스템은 위에서 논의된 바와 같은 커피를 브루잉하기 위한 장치(2) 및 제2 유형의 캡슐(4B 또는 4B')을 포함하고, 장치는 제2 유형의 캡슐(4B)을 사용하는 동안 더블 리스트레또 또는 더블 에스프레소를 제조하기 위해, 장치의 펌프가 전출력(full power)으로 작동하여 커피를 브루잉하기 위해 펌프에 의해 제2 유형의 캡슐에 제공되는 유체의 유량이 시스템 내에서 최대가 되도록 구성된다.
또 다른 태양에 따르면, 장치는 제2 유형의 캡슐(4B 또는 4B')을 사용하는 동안 더블 룽고를 제조하도록 구성되는데, 펌프에 의해 제2 유형의 캡슐에 제공되는 물의 유동은 유량이 사전결정된 값을 초과하지 않도록 일정 기간 동안, 바람직하게는 펌프에 동력공급되는 전체 기간 동안 제어되고, 사전결정된 값은 2.5 내지 5.0 ml/sec, 바람직하게는 3.0 내지 4.0 ml/s의 범위에 있다. 그러한 시스템에서, 특성상 제2 유형의 캡슐(4B)보다 낮은 유동 저항을 갖는 제2 유형의 캡슐(4B')이 사용되는 경우, 캡슐(4B')의 비교적 유동 저항에도 불구하고 제2 유형의 캡슐(4B')을 통과하는 유량이 너무 높아지지 않는 것이 회피된다. 하기 예 A에서, 기간은 펌프에 동력공급되는 전체 기간이다. 하기 예 B에서, 기간은 펌프가 작동시작되고 10초 후에 시작될 수 있다.
대안적으로, 장치는 제2 유형의 캡슐(4B)을 사용하는 동안 더블 룽고를 제조하도록 구성되는데, 장치의 펌프는 전출력으로 작동하여 커피를 브루잉하기 위해 펌프에 의해 제2 유형의 캡슐에 제공되는 유체의 유량이 시스템 내에서 최대가 되도록 한다. 그러한 경우에, 장치는 또한 제2 유형의 캡슐(4B')을 사용하는 동안 더블 룽고를 제조하도록 구성되는데, 펌프에 의해 제2 유형의 캡슐에 제공되는 물의 유동은 유량이 사전결정된 값을 초과하지 않도록 일정 기간 동안, 바람직하게는 펌프에 동력공급되는 전체 기간 동안 제어되고, 사전결정된 값은 2.5 내지 5.0 ml/s의 범위에, 바람직하게는 3.0 내지 4.0 ml/s의 범위 내에 있다. 캡슐(4B)이 사용될 경우 그것이 캡슐(4B')보다 더 높은 저항을 갖기 때문에 펌프가 전출력으로 작동하는 데 문제가 되지 않을 것이다.
그러므로, 장치에는, 예 A에서, 브루잉 공정을 선택하기 위해 제2 유형의 캡슐(4B, 4B')과 조합하여 사용될 수 있는 하기 3개의 버튼(300)(단지 도 106b에만 개략적으로 도시됨)이 제공될 수 있다: 더블 리스트레또의 제조의 선택을 위한 제1 버튼 - 사용 시, 제1 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 더블 에스프레소의 제조의 선택을 위한 제2 버튼 - 사용 시, 제2 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 및 더블 룽고의 제조의 선택을 위한 제3 버튼 - 사용 시, 제3 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 유량이 사전결정된 최대 값 미만으로 유지되는 동안 더블 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B 또는 4B')에 제공함.
대안적으로, 장치에는 브루잉 공정을 선택하기 위해 제2 유형의 캡슐(4B, 4B')과 조합하여 사용될 수 있는 하기 4개의 버튼(300)(단지 도 106b에만 개략적으로 도시됨)이 제공될 수 있다: 더블 리스트레또의 제조의 선택을 위한 제1 버튼 - 사용 시, 제1 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 더블 에스프레소의 제조의 선택을 위한 제2 버튼 - 사용 시, 제2 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 더블 룽고의 제조의 선택을 위한 제3 버튼 - 사용 시, 제3 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 및 실질적으로 크레마가 없는 더블 룽고의 제조의 선택을 위한 제4 버튼 - 사용 시, 제4 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 유량이 사전결정된 최대 값 미만으로 유지되는 동안 실질적으로 크레마가 없는 더블 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B')에 제공함.
또한 대안적으로, 예 B에서, 장치에는 브루잉 공정을 선택하기 위한 3개의 버튼이 제공된다. 더블 리스트레또의 제조를 선택하기 위한 제1 버튼으로서, 사용 시, 제1 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공한다. 더블 에스프레소의 제조를 선택하기 위한 제2 버튼으로서, 사용 시, 제2 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공한다. 더블 룽고의 제조를 선택하기 위한 제3 버튼으로서, 사용 시, 제3 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 더블 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4B 또는 4B')에 제공한다. 장치에는 브루잉 공정의 사전결정된 제1 기간(예컨대, 브루잉 공정의 처음 10초) 동안 유량이 사전결정된 제1 값(예컨대, 7 내지 9 ml/s)을 초과하는지 여부 및/또는 음료 생성물의 양이 사전결정된 제2 값(예컨대, 50 ml)을 초과하는지 여부를 결정하는 유량계와 같은 검출 수단이 추가로 제공될 수 있다. 장치는, 제1 기간 동안 유량이 사전결정된 제1 값을 초과하고/하거나 음료 생성물의 양이 사전결정된 제2 값을 초과하는 것으로 검출된 경우, 제1 기간 후에 이어지는 브루잉 공정의 제2 기간(예를 들어, 브루잉 공정이 시작되고 10초 후에 시작하여 브루잉 공정의 끝까지) 내에 유량을 유량에 대한 사전결정된 최대 값(위에서 논의된 바와 같음) 미만으로 유지하도록 추가로 구성될 수 있다. 브루잉 공정은 이러한 예에서 펌프에 동력공급되는 전체 기간으로서 정의된다.
바람직하게는, 장치는 또한 제2 유형의 캡슐보다 작은 제1 유형의 캡슐을 사용함으로써 싱글 리스트레또, 싱글 에스프레소 및 싱글 룽고를 제조하도록 설계된다. 그러한 경우에, 펌프는 항상 전출력으로 작동하여 커피를 브루잉하기 위해 펌프에 의해 제1 유형의 캡슐에 제공되는 유체의 유량이 시스템 내에서 최대가 되도록 한다. 장치는 제1 유형의 캡슐과 제2 유형의 캡슐 사이를 (자동으로) 구별하도록 설계될 수 있다.
위에서 논의된 3개의 버튼 해법에 대한 그러한 경우에, 제1 유형의 캡슐이 로딩될 때 브루잉 공정을 선택하도록 동일한 3개의 버튼이 사용될 수 있는데, 여기서 장치는 제1 유형의 캡슐이 로딩된 것을 인식한다. 그 경우에, 3개의 버튼의 활성화는 제2 유형의 캡슐과 관련하여 위에서 논의된 것과 상이한 기능을 갖는다. 싱글 리스트레또의 제조를 선택하기 위한 제1 버튼으로서, 사용 시, 제1 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 제1 유형의 캡슐(4A)에 제공하고; 싱글 에스프레소의 제조의 선택을 위한 제2 버튼으로서, 사용 시, 제2 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 제1 유형의 캡슐(4A)에 제공하고; 싱글 룽고의 제조를 선택하기 위한 제3 버튼으로서, 사용 시, 제3 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4A')에 제공한다.
위에서 논의된 4개의 버튼 해법의 경우에, 제1 유형의 캡슐이 로딩될 때 브루잉 공정을 선택하도록 동일한 처음 3개의 버튼이 사용될 수 있다. 다시, 장치는 제1 유형의 캡슐이 로딩된 것을 인식한다. 그 경우에, 4개의 버튼의 활성화는 제2 유형의 캡슐과 관련하여 위에서 논의된 것과 상이한 기능을 갖는다. 제1 버튼은 싱글 리스트레또의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 제1 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 제1 유형의 캡슐(4A)에 제공하고; 제2 버튼은 싱글 에스프레소의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 제2 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 제1 유형의 캡슐(4A)에 제공하고; 제3 버튼은 싱글 룽고의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 제3 버튼이 활성화되는 경우, 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 제2 유형의 캡슐(4A')에 제공한다. 제4 버튼은 제1 유형의 캡슐에 대해 사용되지 않는다.
제2 유형의 캡슐(4B)이 더블 에스프레소 또는 더블 리스트레또 또는 선택적으로 더블 룽고(펌프가 전출력으로 작동함)를 제조하는 데 사용될 때의 최대 유량은 2.0 내지 7.0 ml/s의 범위에 있다. 제1 유형의 캡슐(4A)이 사용될 때의 최대 유량은 1.5 내지 7.0 ml/s의 범위에 있다.
장치는, 더블 룽고를 제조하기 위해 펌프에 의해 캡슐에 제공되는 물의 유동이 제어되어 유량이 7 내지 9 ml/s의 범위에 있는 사전결정된 값을 초과하지 않게 되도록 설계된다.
시스템은, 바람직하게는, 브루잉 동안 제2 유형의 커피 캡슐을 수용하는 브루잉 챔버의 물 입구에서의 물 온도 프로파일이, 예컨대 하기 파라미터에 부합하도록 설계된다:
- 시작으로부터 3초: 물 온도가 90 내지 95℃의 범위에 있음;
- 3초 내지 15초: 물 온도가 83 내지 95℃의 범위에 있음;
- 15초 후: 물 온도가 88 내지 95℃의 범위에 있음.
효과는 총 체적의 브루잉된 커피의 최종 브루 온도가 85 내지 92℃의 범위에 있는 것이다. 또한, 하기 파라미터들 중 적어도 하나를 포함하는 핑거프린트를 갖는 커피 브루가 획득된다:
- 에스프레소의 경우 2.8 내지 3.4%의 범위 내에 있고 룽고의 경우 1.3 내지 1.5%의 범위 내에 있는 건조물;
- (비터락톤)/(아세트산)의 비가 에스프레소의 경우 220 내지 245의 범위에 있고 룽고의 경우 480 내지 510의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(퀸산)의 비가 에스프레소의 경우 95 내지 105의 범위에 있고 룽고의 경우 210 내지 230의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(시트르산)의 비가 에스프레소의 경우 210 내지 225의 범위에 있고 룽고의 경우 390 내지 420의 범위에 있음;
- 20 내지 28%의 범위에 있는 수율;
- 2.6 내지 3.9%의 범위에 있는 강도;
- 에스프레소의 경우 7180 내지 7750 ppm의 범위 내에 있고 룽고의 경우 7300 내지 7550 ppm의 범위 내에 있는 아로마.
바람직하게는, 브루잉 동안 형성된 제1 유형의 캡슐(4A)의 리드 내의 천공 패턴은 브루잉 동안 형성된 제2 유형의 캡슐(4B)의 리드 내의 천공 패턴과 상이하고, 브루잉 동안 형성된 제1 유형의 캡슐의 리드 내의 천공 패턴은 브루잉 동안 형성된 제2 유형의 캡슐의 리드 내의 천공 패턴과 상이하고, 제1 유형의 캡슐의 천공된 개구부를 포함하는 면적이 제2 유형의 캡슐의 천공된 개구부를 포함하는 면적보다 약간, 더 구체적으로 0.5 내지 5.0% 더 작다.
본 발명에 따른 시스템의 다른 태양에 따르면, 제2 유형의 캡슐은, 사용되고 있는 경우, 평균 유량이 3 내지 5 ml/s로 획득되도록 10 내지 73초의 시간 범위 내에 50 내지 220 ml 범위의 양의 커피 브루를 제공하고,
(평균 유량)/(최대 커피 베드 직경)의 비가 0.008 내지 0.16 ml/mm의 범위에 있는 것으로 생각된다.
그러한 시스템에 의해, 하기 파라미터들 중 적어도 하나를 포함하는 핑거프린트를 갖는 커피가 획득될 수 있다:
- 에스프레소의 경우 2.8 내지 3.4%의 범위 내에 있고 룽고의 경우 1.3 내지 1.5%의 범위 내에 있는 건조물;
- (비터락톤)/(아세트산)의 비가 에스프레소의 경우 220 내지 245의 범위에 있고 룽고의 경우 480 내지 510의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(퀸산)의 비가 에스프레소의 경우 95 내지 105의 범위에 있고 룽고의 경우 210 내지 230의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(시트르산)의 비가 에스프레소의 경우 210 내지 225의 범위에 있고 룽고의 경우 390 내지 420의 범위에 있음;
- 20 내지 28%의 범위에 있는 수율;
- 2.6 내지 3.9%의 범위에 있는 강도;
- 에스프레소의 경우 7180 내지 7750 ppm의 범위 내에 있고 룽고의 경우 7300 내지 7550 ppm의 범위 내에 있는 아로마.
다른 태양에서, 본 발명은 또한 제26항에 따른 시스템에 관한 것으로, 제2 유형의 제1 캡슐에 의해 더블 리스트레또 또는 더블 에스프레소가 브루잉되고, 제2 유형의 제2 캡슐에 의해 더블 룽고가 브루잉된다.
마지막으로, 다른 태양에 따르면, 본 발명은 제27항 내지 제40항 중 어느 한 항에 따른 시스템의 용도에 관한 것으로, 제2 유형의 캡슐에 의해 더블 리스트레또, 더블 에스프레소, 또는 더블 룽고가 브루잉된다.
제2 유형의 캡슐을 사용하여 음료를 브루잉하도록 구성되지만 제1 유형의 캡슐을 사용하여 음료를 브루잉할 수 없는 제2 장치를 제공하는 것이 또한 가능한 것이 인식될 것이다. 그러한 제2 장치는 도면에 관하여 기술된 바와 같은 장치 및 제2 유형의 캡슐 및 선택적으로 제1 유형의 캡슐을 가진 시스템 내에 포함될 수 있다.
그러나, 다른 수정, 변형, 및 대안이 또한 가능하다. 따라서, 명세서, 도면 및 예는 제한적인 의미로보다는 예시적인 의미로 고려되어야 한다.
명료함 및 간결한 설명의 목적을 위해, 특징들이 동일한 또는 별개의 실시예의 일부로서 본 명세서에 기술되지만, 본 발명의 범주는 기술되는 특징들 중 전부 또는 일부의 조합을 갖는 실시예를 포함할 수 있는 것이 인식될 것이다.
청구범위에서, 괄호 사이에 배치되는 임의의 참조 부호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 단어 '포함하는'은 청구범위에 기재된 것 이외의 다른 특징부 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 단어 '하나'('a' 및 'an')는 '오직 하나'로 제한되는 것으로 해석되어야 하는 것이 아니라, 대신에 '적어도 하나'를 의미하도록 사용되고, 복수를 배제하지 않는다. 소정 수단이 서로 상이한 청구범위에 열거된다는 단순한 사실이, 이들 수단의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.
Claims (42)
- 싱글 에스프레소, 싱글 리스트레또 또는 싱글 룽고를 준비하기 위한 제1 유형의 캡슐 및 더블 에스프레소, 더블 리스트레또 또는 더블 룽고를 준비하기 위한 제2 유형의 캡슐을 포함하는 캡슐들의 세트에 있어서,
상기 싱글 에스프레소, 싱글 리스트레또 또는 싱글 룽고와 상기 더블 에스프레소, 더블 리스트레또 또는 더블 룽고, 각각은, 강도 및 수율을 지니고,
강도(S) 및 수율(Y)은 하기의 백분율로 정의되며,
S=(100* M)/(Mwater+M), Y=(100* M)/Mgrind
상기 M은 음료 내로 추출된 모든 커피의 질량이며, 상기 Mwater는 첨가된 물의 질량이며, Mgrind는 상기 캡슐 내의 분쇄물의 질량이며,
각각의 캡슐은,
- 절두 원추형 캡슐 본체를 포함하고,
상기 캡슐 본체는,
- 컵 본체의 중심 축 주위에 연장되는 원주방향 측벽;
- 상기 캡슐 본체의 제1 단부를 폐쇄하기 위해 상기 측벽의 제1 단부와 연결되는 저부 벽; 및
- 상기 원주방향 측벽의 제2 단부로부터 반경방향 외향으로 연장되는 플랜지를 포함하고;
상기 캡슐은,
- 상기 플랜지와 연결되는 포일 리드(foil lid); 및
- 상기 캡슐 본체 및 상기 리드에 의해 경계지어진 내측 공간 내에 수용되는 커피 분쇄물(grind)의 커피 베드(bed) - 상기 커피 베드는 상기 원주방향 측벽의 제2 단부에서 상기 컵 본체의 내경에 대응하는 최대 커피 베드 직경을 갖고, 상기 내측 공간은 저부와 상기 원주방향 측벽의 제2 단부가 연장되는 평면 사이의 최대 거리에 의해 한정되는 높이를 가짐 - 를 추가로 포함하고,
제2 유형의 캡슐의 상부 반경, 저부 반경 및 높이는 축적 계수에 의하여 제1 유형의 캡슐에 대하여 조정되며,
상기 축적 계수는 1.3 내지 1.7의 범위 내에 있으며,
상기 제1 유형의 캡슐 내의 커피 베드의 중량은 5 내지 6 그램의 범위에 있고, 상기 제2 유형의 캡슐 내의 커피 베드의 중량은 9 내지 13 그램의 범위에 있으며, 상기 제2 유형의 캡슐 내의 커피 베드의 (높이)/(최대 폭)의 비는 0.9 내지 1.2의 범위 내에 있는, 세트. - 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 (상기 내측 공간의 높이)/(상기 원주방향 측벽의 제2 단부에서의 상기 컵 본체의 내경)의 비는 0.9 내지 1.2의 범위에 있는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 상기 커피 베드의 높이는 상기 내측 공간의 높이와 동일한, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 상기 커피 베드의 중량은 10.0 내지 12.5 그램의 범위에 있는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 상기 커피 베드의 체적은 상기 내측 공간의 체적과 적어도 동일하거나, (상기 커피 베드의 체적)/(상기 내측 공간의 체적)의 비는 0.6 내지 1.0의 범위 내에 있는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 상기 내측 공간의 체적은 25.0 내지 30.0 ml의 범위 내에 있는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 상기 커피 베드의 체적은 25.0 내지 30.0 ml의 범위 내에 있는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여, 상기 내측 공간의 높이는 37.0 내지 39.0 mm의 범위에 있거나;
상기 원주방향 측벽의 제2 단부에서의 상기 캡슐 본체의 내경은 33.0 내지 35.0 mm (직경, 컵 본체 개구부)의 범위에 있거나;
상기 원주방향 측벽의 제1 단부에서의 상기 캡슐 본체의 내경은 27 내지 30 mm (직경, 저부)의 범위에 있는, 세트. - 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 상기 캡슐 본체 및 상기 리드는 알루미늄으로 제조되는, 세트.
- 제9항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐은 밀폐식으로 폐쇄되는, 세트.
- 제10항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐의 저부는 상기 제2 유형의 상기 캡슐 내로 가압 하의 물을 공급하기 위해 천공 개방되도록 설계되고, 상기 리드는 상기 캡슐 내의 물의 압력의 영향 하에서 인열 개방되도록 설계되는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐은 50 ml 초과의 체적의 커피 브루를 제조하도록 구성되는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 상기 캡슐 본체 또는 상기 리드에는 코팅이 제공되는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여,
- 분쇄물 크기 분포;
- 평균 분쇄물 크기;
- 미립자의 백분율;
- 커피의 탭 밀도(tap density)(gr/㎤)
- 체적 평균 직경; 및
- 캡슐 내의 커피 베드 밀도(gr/㎤)는
모두, 내측 용적부가 커피 분쇄물로 완전히 충전된 상태에서, 획득된 브루의 맛이 하기 파라미터들 중 적어도 하나에 의해 정의되는 핑거프린트(fingerprint)에 의해 정의되도록 선택되고,
- 에스프레소의 경우 2.8 내지 3.4%의 범위 내에 있고 룽고의 경우 1.3 내지 1.5%의 범위 내에 있는 건조물(dry matter);
- (비터락톤(bitterlactone))/(아세트산)의 비가 에스프레소의 경우 220 내지 245의 범위에 있고 룽고의 경우 480 내지 510의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(퀸산)의 비가 에스프레소의 경우 95 내지 105의 범위에 있고 룽고의 경우 210 내지 230의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(시트르산)의 비가 에스프레소의 경우 210 내지 225의 범위에 있고 룽고의 경우 390 내지 420의 범위에 있음;
- 20 내지 28%의 범위에 있는 수율;
- 2.6 내지 3.9%의 범위에 있는 강도(strength);
- 아로마는 에스프레소의 경우 7180 내지 7750 ppm의 범위 내에 있고 룽고의 경우 7300 내지 7550 ppm의 범위 내에 있으며,
강도 및 수율은 하기의 백분율로 정의되며,
S=(100* M)/(Mwater+M), Y=(100* M)/Mgrind
상기 M은 음료 내로 추출된 모든 커피의 질량이며, 상기 Mwater는 첨가된 물의 질량이며, Mgrind는 상기 캡슐 내의 분쇄물의 질량인, 세트. - 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여,
- 분쇄물 크기 분포;
- 평균 분쇄물 크기;
- 미립자의 백분율;
- 커피의 탭 밀도(gr/㎤)
- 체적 평균 직경; 및
- 캡슐 내의 커피 베드 밀도(gr/㎤)는
모두, 내측 용적부가 커피 분쇄물로 부분적으로 충전된 상태에서, 획득된 브루의 맛이 하기 파라미터들 중 적어도 하나에 의해 정의되는 핑거프린트에 의해 정의되도록 선택되고,
- 에스프레소의 경우 2.8 내지 3.4%의 범위 내에 있고 룽고의 경우 1.3 내지 1.5%의 범위 내에 있는 건조물;
- (비터락톤)/(아세트산)의 비가 에스프레소의 경우 220 내지 245의 범위에 있고 룽고의 경우 480 내지 510의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(퀸산)의 비가 에스프레소의 경우 95 내지 105의 범위에 있고 룽고의 경우 210 내지 230의 범위에 있음;
- (비터락톤)/(시트르산)의 비가 에스프레소의 경우 210 내지 225의 범위에 있고 룽고의 경우 390 내지 420의 범위에 있음;
- 20 내지 28%의 범위에 있는 수율;
- 2.6 내지 3.9%의 범위에 있는 강도;
- 아로마는 에스프레소의 경우 7180 내지 7750 ppm의 범위 내에 있고 룽고의 경우 7300 내지 7550 ppm의 범위 내에 있으며,
강도 및 수율은 하기의 백분율로 정의되며,
S=(100* M)/(Mwater+M), Y=(100* M)/Mgrind
상기 M은 음료 내로 추출된 모든 커피의 질량이며, 상기 Mwater는 첨가된 물의 질량이며, Mgrind는 상기 캡슐 내의 분쇄물의 질량인, 세트. - 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여 (리드 직경)/(리드 두께)의 비는 700 내지 2100의 범위 내에 있는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여,
- 상기 커피 베드의 높이는 23.0 내지 39.0 mm의 범위에 있거나;
- 상기 최대 커피 베드 직경은 33.0 내지 35.0 mm의 범위에 있거나;
- 상기 커피 베드의 체적은 25.0 내지 30.0 ml의 범위 내에 있고;
커피 베드 특성들 중 적어도 하나가 하기 범위 내에 있으며,
탭 밀도: 380 내지 500 g/l;
미립자의 백분율: 6 내지 24% < 90 마이크로미터;
체적 평균 직경: 240 내지 440 마이크로미터인, 세트. - 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐을 위하여,
- 상기 내측 공간의 높이는 37.0 내지 39.0 mm의 범위에 있거나;
- 상기 제2 단부에서의 상기 컵 본체의 내경은 33.0 내지 35.5 mm의 범위에 있거나;
- 상기 내측 공간의 체적은 25.0 내지 30.0 ml의 범위 내에 있고;
상기 중심 축에 대한 상기 측벽의 각도는 4.5 내지 5.5도의 범위에 있는, 세트. - 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐은 상기 원주방향 측벽과 상기 플랜지 사이의 전이 에지(transition edge)에서 상기 내측 공간 내에 접착제의 스플래시(splash)를 갖는, 세트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐을 위하여,
- 상기 원주방향 측벽의 제2 단부에서의 상기 컵 본체의 내경은 33.0 내지 35.0 mm의 범위에 있거나;
- 상기 내측 공간은 체적이 25.0 내지 30.0 ml의 범위 내에 있거나;
- 상기 내측 공간의 높이는 37.0 내지 39.0 mm의 범위에 있고;
상기 컵 본체의 원주방향 측벽 및 저부 벽의 두께는 105 내지 120 μm의 범위에 있는, 세트. - 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐을 위하여, 상기 원주방향 측벽의 제2 단부에서의 상기 컵 본체의 내경은 33.0 내지 35.0 mm의 범위에 있고;
상기 리드는 직경이 34.0 내지 48.0 mm의 범위에 있고; 하기 조건들 중 적어도 하나가 부합되며,
- 리드 두께가 20 내지 47 마이크로미터의 범위 내에 있음;
- 상기 리드는 상기 컵 본체의 상기 플랜지와 링형 연결 영역을 따라 연결되고, 상기 링형 연결 영역의 표면적(Ar)과 상기 리드의 표면적(Al)의 비(Ar/Al)가 0.36 내지 0.41의 범위 내에 있음;
- 팽창(bulging)의 크기, 즉 상기 리드의 중심과 상기 원주방향 측벽의 제2 단부가 연장되는 평면 사이의 거리가 0.8 내지 2.0 mm의 범위에 있음; 또는
상기 리드가 스터드판(studplate)과 접촉하지 않고서 파열 개방되거나 상기 리드가 상기 플랜지로부터 인열되어 느슨하게 되는 내부 압력이 1.2 내지 1.9 바(bar)의 범위에 있는, 세트. - 제1항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐을 위하여, 상기 플랜지와 연결되는 상기 리드에는 유출 개구부 또는 복수의 유출 개구부가 제공되고, 상기 캡슐은 상기 커피 베드와 상기 포일 리드 사이에 위치되는 출구 필터를 추가로 포함하는, 세트.
- 제22항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐을 위하여, 상기 개구부 또는 상기 복수의 개구부의 총 표면적은 1.5 내지 5.0 ㎠의 범위에 있는, 세트.
- 제22항에 있어서, 상기 제2 유형의 상기 캡슐은 크레마(crema)가 없는 더블 룽고를 제조하도록 구성되는, 세트.
- 제1항에 따른 상기 세트의 상기 제2 유형의 캡슐.
- 제1항에 따른 제2 유형의 제1 캡슐 및 제1항에 따른 제2 유형의 제2 캡슐을 포함하고, 상기 제2 유형의 제1 캡슐은 더블 리스트레또 또는 더블 에스프레소를 제조하기 위한 커피 베드로 충전되고, 상기 제2 유형의 제2 캡슐은 더블 룽고를 제조하기 위한 커피 베드로 충전되고, 상기 제2 유형의 제1 캡슐의 커피 베드의 높이는 상기 제2 유형의 제2 캡슐의 커피 베드의 높이와 동일한, 시스템.
- 커피를 브루잉하기 위한 장치 및 제10항에 따른 제2 유형의 캡슐을 포함하는 시스템으로서, 상기 장치는 상기 제2 유형의 캡슐을 사용하는 동안 더블 리스트레또 또는 더블 에스프레소를 제조하기 위해, 상기 장치의 펌프가 전출력(full power)으로 작동하여 커피를 브루잉하기 위해 상기 펌프에 의해 제2 유형의 캡슐에 제공되는 유체의 유량이 상기 시스템 내에서 최대가 되도록 구성되는, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 장치는 또한 상기 제2 유형의 캡슐보다 작은 제1항에 따른 제1 유형의 캡슐을 사용함으로써 싱글(single) 리스트레또, 싱글 에스프레소 및 싱글 룽고를 제조하도록 설계되고, 상기 장치는 상기 제1 유형의 캡슐에 대해 사용되는 경우, 상기 펌프가 전출력으로 작동하여 커피를 브루잉하기 위해 상기 펌프에 의해 상기 제1 유형의 캡슐에 제공되는 상기 유체의 유량이 상기 시스템 내에서 최대가 되도록 구성되는, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 장치는 제10항에 따른 제2 유형의 캡슐을 사용하는 동안 더블 룽고를 제조하도록 - 상기 펌프에 의해 상기 제2 유형의 캡슐에 제공되는 물의 유동은 상기 유량이 사전결정된 값을 초과하지 않도록 상기 펌프에 동력공급되는 일정 기간 동안 제어되고, 상기 사전결정된 값은 2.5 내지 5.0 ml/sec의 범위에 있음 - 구성되고;
상기 장치는 제10항에 따른 제2 유형의 캡슐을 사용하는 동안 더블 룽고를 제조하도록 - 상기 장치의 펌프는 전출력으로 작동하여 커피를 브루잉하기 위해 상기 펌프에 의해 제10항에 따른 제2 유형의 캡슐에 제공되는 상기 유체의 유량이 상기 시스템 내에서 최대가 되도록 함 - 구성되는, 시스템. - 제27항에 있어서, 제23항에 따른 제2 유형의 제2 캡슐을 더 포함하고, 상기 장치는 상기 제2 유형의 제2 캡슐을 사용하는 동안 크레마가 없는 더블 룽고를 제조하도록 - 상기 펌프에 의해 상기 제2 유형의 제2 캡슐에 제공되는 물의 유동은 상기 유량이 사전결정된 값을 초과하지 않도록 상기 펌프에 동력공급되는 일정 기간 동안 제어되고, 상기 사전결정된 값은 2.5 내지 5.0 ml/sec의 범위에 있음 - 구성되는, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 제2 유형의 캡슐이 사용되고 상기 펌프가 전출력으로 작동할 때의 유량은 2.0 내지 7.0 ml/s의 범위에 있는, 시스템.
- 제28항에 있어서, 상기 제1 유형의 캡슐이 사용되고 상기 펌프가 전출력으로 작동할 때의 유량은 1.5 내지 7.0 ml/s의 범위에 있는, 시스템.
- 제27항에 있어서, 브루잉 동안 상기 캡슐을 수용하는 브루잉 챔버의 물 입구에서의 물 온도 프로파일은 하기 파라미터에 부합하는, 커피를 브루잉하기 위한 시스템에 있어서:
- 시작으로부터 3초: 물 온도가 90 내지 95℃의 범위에 있음;
- 3초 내지 15초: 물 온도가 83 내지 95℃의 범위에 있음;
- 15초 후: 물 온도가 88 내지 95℃의 범위에 있는, 시스템. - 제28항에 있어서,
브루잉 동안 형성된 상기 제1 유형의 캡슐의 리드 내의 천공 패턴은 브루잉 동안 형성된 상기 제2 유형의 캡슐의 리드 내의 천공 패턴과 상이하고, 상기 제1 유형의 캡슐의 천공된 개구부를 포함하는 면적이 상기 제2 유형의 캡슐의 천공된 개구부를 포함하는 면적보다 더 작은, 시스템. - 제27항에 있어서,
- 상기 제2 유형의 캡슐은, 사용되고 있는 경우, 평균 유량이 3 내지 5 ml/s로 획득되도록 10 내지 73.3초의 시간 범위 내에 50 내지 220 ml 범위의 양의 커피 브루를 제공하고,
(평균 유량)/(최대 커피 베드 직경)의 비가 0.008 내지 0.16 ml/mm의 범위에 있는, 시스템. - 제27항에 있어서, 상기 장치에는 브루잉 공정을 선택하기 위한 3개의 버튼이 제공되는데, 상기 3개의 버튼은 더블 리스트레또의 제조를 선택하기 위한 제1 버튼 - 사용 시, 상기 제1 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 더블 에스프레소의 제조를 선택하기 위한 제2 버튼 - 사용 시, 상기 제2 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 및 더블 룽고의 제조를 선택하기 위한 제3 버튼 - 사용 시, 상기 제3 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 상기 펌프에 동력공급되는 일정 기간 동안 상기 유량이 사전결정된 최대 값 미만으로 유지되면서 더블 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐(4B 또는 4B')에 제공함 - 을 포함하는, 시스템.
- 제36항에 있어서,
상기 장치는 또한 상기 제2 유형의 캡슐보다 작은 제1 유형의 캡슐을 사용함으로써 싱글(single) 리스트레또, 싱글 에스프레소 및 싱글 룽고를 제조하도록 설계되고, 상기 장치는 상기 제1 유형의 캡슐에 대해 사용되는 경우, 상기 펌프가 전출력으로 작동하여 커피를 브루잉하기 위해 상기 펌프에 의해 상기 제1 유형의 캡슐에 제공되는 상기 유체의 유량이 상기 시스템 내에서 최대가 되도록 구성되며,
상기 장치는 상기 제1 유형의 캡슐을 상기 제2 유형의 캡슐과 구별하도록 구성되고, 상기 장치 내의 상기 제1 유형의 캡슐의 존재가 검출되는 경우, 상기 3개의 버튼의 작동은 하기와 같으며: 상기 제1 버튼은 싱글 리스트레또의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 상기 제1 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제1 유형의 캡슐(4A)에 제공하고; 상기 제2 버튼은 싱글 에스프레소의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 상기 제2 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제1 유형의 캡슐(4A)에 제공하고; 상기 제3 버튼은 싱글 룽고의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 상기 제3 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제1 유형의 캡슐(4A')에 제공하는, 시스템. - 제27항에 있어서, 장치에는 브루잉 공정을 선택하기 위한 4개의 버튼이 제공되는데, 상기 4개의 버튼은 더블 리스트레또의 제조를 선택하기 위한 제1 버튼 - 사용 시, 상기 제1 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 더블 에스프레소의 제조를 선택하기 위한 제2 버튼 - 사용 시, 상기 제2 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 더블 룽고의 제조를 선택하기 위한 제3 버튼 - 사용 시, 상기 제3 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐에 제공함 -, 및 크레마가 없는 더블 룽고의 제조를 선택하기 위한 제4 버튼 - 사용 시, 상기 제4 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 상기 유량이 사전결정된 최대 값 미만으로 유지되는 동안 크레마가 없는 더블 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 제2 캡슐(4B')에 제공함 - 을 포함하는, 시스템.
- 제38항에 있어서,
상기 장치는 또한 상기 제2 유형의 캡슐보다 작은 제1 유형의 캡슐을 사용함으로써 싱글(single) 리스트레또, 싱글 에스프레소 및 싱글 룽고를 제조하도록 설계되고, 상기 장치는 상기 제1 유형의 캡슐에 대해 사용되는 경우, 상기 펌프가 전출력으로 작동하여 커피를 브루잉하기 위해 상기 펌프에 의해 상기 제1 유형의 캡슐에 제공되는 상기 유체의 유량이 상기 시스템 내에서 최대가 되도록 구성되며,
상기 장치는 상기 제1 유형의 캡슐을 상기 제2 유형의 캡슐과 구별하도록 구성되고, 상기 장치 내의 상기 제1 유형의 캡슐의 존재가 검출되는 경우, 상기 4개의 버튼 중 3개의 버튼의 작동은 하기와 같으며: 상기 제1 버튼은 싱글 리스트레또의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 상기 제1 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제1 유형의 캡슐(4A)에 제공하고; 상기 제2 버튼은 싱글 에스프레소의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 상기 제2 버튼이 선택되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제1 유형의 캡슐(4A)에 제공하고; 상기 제3 버튼은 싱글 룽고의 제조를 선택하기 위한 것이고, 사용 시, 상기 제3 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 싱글 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제1 유형의 캡슐(4A')에 제공하는, 시스템. - 제27항에 있어서, 장치에는 브루잉 공정을 선택하기 위한 3개의 버튼이 제공되는데, 상기 3개의 버튼은 더블 리스트레또의 제조를 선택하기 위한 제1 버튼 - 사용 시, 상기 제1 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 리스트레또를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 더블 에스프레소의 제조를 선택하기 위한 제2 버튼 - 사용 시, 상기 제2 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 최대 펌프 출력으로 더블 에스프레소를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐(4B)에 제공함 -, 및 더블 룽고의 제조를 선택하기 위한 제3 버튼 - 사용 시, 상기 제3 버튼이 활성화되는 경우, 상기 장치는 더블 룽고를 제조하기 위해 충분한 온수를 상기 제2 유형의 캡슐(4B 또는 4B')에 제공하는데, 상기 장치에는 상기 브루잉 공정의 사전결정된 제1 기간 동안 상기 유량이 사전결정된 제1 값을 초과하는지 여부 또는 음료 생성물의 양이 사전결정된 제2 값을 초과하는지 여부를 결정하기 위한 검출 수단이 제공되고, 상기 장치는 또한 상기 제1 기간 동안 상기 유량이 상기 사전결정된 제1 값을 초과하거나 상기 음료 생성물의 양이 상기 사전결정된 제2 값을 초과하는 것으로 검출된 경우 상기 제1 기간 후에 이어지는 상기 브루잉 공정의 제2 기간 내에 상기 유량을 상기 유량에 대한 사전결정된 최대 값 미만으로 유지하도록 구성됨 - 을 포함하는, 시스템.
- 제26항에 따른 시스템의 사용을 위한 방법으로서, 상기 제2 유형의 제1 캡슐에 의해 더블 리스트레또 또는 더블 에스프레소가 브루잉되고, 상기 제2 유형의 제2 캡슐에 의해 더블 룽고가 브루잉되는, 방법.
- 제27항에 따른 시스템의 사용을 위한 방법으로서, 상기 제2 유형의 캡슐에 의해 더블 리스트레또, 더블 에스프레소, 또는 더블 룽고가 브루잉되는, 방법.
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