KR20210019972A - 1회용 콜드브루 캡슐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분쇄 커피가 충진된 복수개의 컬럼에 물을 아래에서 위로 상승시켜 균일하고 빠르게 커피를 추출하는 1회용 콜드브루 캡슐에 관한 것이다.
본원발명의 1회용 콜드브루 커피 캡슐은 내부에 분쇄 커피가 충진되고, 캡슐을 복수개로 구획하는 다수의 컬럼(column)을 구비함에 따라(컬럼의 단면은 캡슐 전체 단면에 비해 4배에서 20배 이상 작다) 컬럼 내에서의 커피를 균일하게 침습시킬 수 있으므로 농도나 맛의 균일성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 1회용 콜드브루 커피 캡슐은 외부에서 유입되는 물을 컬럼 바닥부로 직접 공급하는 관을 캡슐 내부 중앙에 위치시킴에 따라 외부에 위치하는 물 공급관(유입관)이나 필터의 사용을 배제할 수 있다.
또한, 본 발명의 1회용 콜드브루 커피 캡슐은 컬럼별로 독립적으로 커피가 추출되는 구조이므로 컬럼 크기나 높이, 공급되는 물의 유량(수압) 등을 조절하여 커피 추출 속도를 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 상온이나 냉수로 콜드브루를 단시간에 추출하는 캡슐커피를 제공할 수 있다.

Description

1회용 콜드브루 캡슐{Disposable cold brew capsule}

본 발명은 1회용 콜드브루 캡슐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분쇄 커피가 충진된 복수개의 컬럼에 물을 아래에서 위로 상승시켜 균일하고 빠르게 커피를 추출하는 1회용 콜드브루 캡슐에 관한 것이다.

콜드브루(또는 더치커피(Dutch coffee))는 물을 일정하게 낙하시킴으로써 커피분말로부터 커피를 추출한 것으로 워터드립 커피(Water drip coffee)라고도 하며, 일반적으로 상온의 물을 이용하여 4 ~ 24시간 정도의 장시간에 걸쳐 추출시킨 커피를 말한다.

이러한 콜드브루는 상온의 물을 이용하여 추출되기 때문에 65℃ 이상의 고온에서 다량 추출되는 드립커피(Drip coffee)에 비해 카페인의 함량이 상대적으로 적으면서도 깊고 부드러운 맛이 나는 특징이 있다.

그리고 시간이 지나면서 커피가 숙성되어 더욱 독특한 맛과 향을 지니는 특징이 있으며, 특히 하절기에 숙성된 더치커피에 대한 소비자의 요구가 증가하고 있다.

하지만, 기존 콜드브루는 자연낙하 방식을 통해 물이 커피 그레인에 흡수된 후 방출되어 추출되므로 장치의 규모도 커질 뿐만 아니라 시간이 너무 많이 걸린다는 단점이 있었다. 이러한 이유로, 더치커피의 수요가 증가함에도 불구하고 더치커피를 충분히 공급하기가 어려운 문제가 있었다.

한국공개특허 10-2019-0082522호에는 수두차를 이용한 콜드브루 커피 추출 장치가 개시되어 있다. 상기 공개특허는 수두차에 의해 추출부의 하부로 물을 공급하여 상부로 유출하는 과정에서 커피 입자가 물에 우러날 수 있도록 함으로서, 커피 입자 사이의 기포의 부상 방향과 물의 이동방향이 일치되어 빠른 유속으로 커피를 추출할 수 있음을 개시하고 있다.

하지만, 상기 공개특허는 여전히 커피 추출 시간이 1시간 이상 걸리고, 상당한 부피의 공급수조, 추출용기나 추출캡, 배관 등을 구비하여야 한다는 제약이 있다. 또한, 상기 공개특허는 하부에서 상부로 물이 수두차로 이동하는 중력역행 방식을 사용하고 있으나, 하부에서 위로 커피사이를 상승하는 물의 흐름이 추출용기(내경 10㎝, 높이 7㎝)에 전체에 걸쳐 균일하게 상승하지 못하므로(하부 필터 상태, 커피 충진 상태 및 용기 중앙에서의 상승속도가 주변에 비해 빠르고, 측면부는 상대적으로 느려 물의 상승 속도나 커피 젖은 정도가 용기 전체에 걸쳐 균일하지 않기 때문임), 농도나 맛의 균일성을 확보하기 어렵다.

또한, 상기 공개특허는 입수관을 추출용기 하부에 위치하므로 커피 역류 방지를 위한 하부 필터가 반드시 필요하고, 하부에 위치하는 것만큼의 압력 손실이 발생한다.

또한, 상기 공개특허는 추출용기 상부에 추출캡과 추출 기둥을 구비하는데, 상승된 커피 추출액이 추출캡을 통과한 후 배출되므로 추출시간이 지연된다.

한편, 캡슐커피는 1잔 분량씩 전용 캡슐에 담긴 분쇄된 커피를 해당 캡슐 커피 전용 에스프레소 머신에 집어넣어서 추출된 에스프레소를 말한다. 이러한, 캡슐커피는 에스프레스 머신으로 (70℃ 이상의 물) 2~12bar 정도로 내부가 가압되어 몇 분 내에 커피가 추출된다.

한국등록특허 10-1400596호, 한국 공개특허 10-2018-0108596호 등에 가압과 온수로 커피를 추출하는 캡슐커피가 개시되어 있다. 하지만, 상온이나 냉수로 콜드브루를 단시간에 추출하는 캡슐커피는 없었다.

본 발명은 상온이나 냉수로 콜드브루를 단시간에 추출하는 콜드브루 캡슐커피를 제공하는 것이다.

본 발명은 커피가 충진된 캡슐 전체를 균일하게 침습시킬 수 있는 콜드브루 캡슐커피를 제공하는 것이다.

본 발명은 농도나 맛의 균일성을 확보할 수 있는 콜드브루 캡슐커피를 제공하는 것이다.

본 발명은 부피를 현저히 줄이고 구조를 단순화시킨 1회용 콜드브루 커피 캡슐을 제공하는 것이다.

하나의 양상에서 본 발명은

소량의 분쇄 커피가 충진된 후 밀봉된 콜드브루 캡슐(100)로서, 상기 캡슐에 가압없이 물을 주입하여 커피를 추출하되, 상기 캡슐(100)은

상기 캡슐을 복수개로 구획하고, 상부가 개구되고, 내부에 분쇄 커피가 충진된 복수의 컬럼(column)(50) ;

상기 컬럼 바닥부로 물을 공급하는 물 공급관(40) ;

상기 컬럼 상부 일측과 연통되어 추출된 커피를 캡슐 외부로 유츌하는 배출부(60)를 포함하고,

상기 물 공급관을 통해 상기 컬럼 바닥부로 물이 공급되고, 물은 컬럼 바닥부에서부터 상승하면서 커피가루로부터 커피액을 추출하고, 추출된 커피액은 상기 배출부를 통해 유출되는 1회용 콜드브루 캡슐에 관한 것이다.

본원발명의 1회용 콜드브루 커피 캡슐은 내부에 분쇄 커피가 충진되고, 캡슐을 복수개로 구획하는 다수의 컬럼(column)을 구비함에 따라(컬럼의 단면은 캡슐 전체 단면에 비해 4배에서 20배 이상 작다) 컬럼 내에서의 커피를 균일하게 침습시킬 수 있으므로 농도나 맛의 균일성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 1회용 콜드브루 커피 캡슐은 컬럼 하부에서 상부로 물이 (매우 느린 속도로) 이동하는 과정에서 하부에서 유입되는 물의 상승력(상승압), 중력에 의한 낙하력으로 인해 커피 가루와 접촉 면적, 침습 시간을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 1회용 콜드브루 커피 캡슐은 외부에서 유입되는 물을 컬럼 바닥부로 직접 공급하는 관을 캡슐 내부 중앙에 위치시킴에 따라 외부에 위치하는 물 공급관(유입관)이나 필터의 사용을 배제할 수 있다.

또한, 본 발명의 1회용 콜드브루 커피 캡슐은 컬럼별로 독립적으로 커피가 추출되는 구조이므로 컬럼 크기나 높이, 공급되는 물의 유량(수압) 등을 조절하여 커피 추출 속도를 제어할 수 있다. 예를 들면, 내경이 3.5㎝, 높이가 4.5㎝,, 6개의 컬럼을 가지는 본 발명의 1회용 콜드브루 커피 캡슐은 5~20분 정도 시간으로 콜드브루를 추출할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 상온이나 냉수로 콜드브루를 단시간에 추출하는 캡슐커피를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일구현인 1회용 콜드브루 커피 캡슐의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 덮개를 제거한 사시도이다.
도 3은 도 2의 투시도이다.
도 4 내지 도 6은 도 2의 단면도이다.
도 7은 커피 기구(물 공급부)에 결합된 커피 캡슐의 예를 도시한 것이다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 태양을 도면을 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 하기 실시 태양에 대한 설명 또는 도면에 제한되지 아니한다. 즉, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일구현인 1회용 콜드브루 커피 캡슐의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 덮개를 제거한 사시도이고, 도 3은 도 2의 투시도이고, 도 4 내지 도 6은 도 2의 단면도이다.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 1회용 콜드브루 캡슐(100)은 캡슐 내에 형성된 복수개의 컬럼(50), 물 공급관(40), 배출부(60)을 포함한다.

본 발명의 1회용 콜드브루 캡슐은 하우징(10), 덮개(20), 바닥부(30) 및 연통홀(41)을 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 1회용 콜드브루 캡슐은 직경이 2~7㎝, 높이가 3~10㎝,의 크기로 분쇄된 커피를 5~50g 정도 담을 수 있다.

본 발명의 1회용 콜드브루 캡슐은 부피가 10~385㎖, 20~200ml, 30~150ml, 30~100ml, 30~75ml일 수 있다.

본 발명의 1회용 콜드브루 캡슐은 커피가 충진된 후 밀봉되어 유통된다. 또는, 본 발명의 1회용 콜드브루 캡슐은 외기와 연통된 물 공급관, 덮개에 형성된 홀(21), 저면의 배출부 홀(61)은 스티커, 박막 필름 등으로 덮어 폐쇄되고, 커피 추출시 이들을 제거하여 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 1회용 콜드브루 캡슐은 에스프레스 머신으로 2~12bar 정도로 가압하여 추출하는 방식이 아니라 내부에 냉수나 상온의 물을 주입하여 추출하는 비가압 방식이다. 비가압 방식은 콜드브루 캡슐 내부에 압력을 가하지 않는 방식이다. 다만, 본 발명의 1회용 콜드브루 캡슐은 주입된 물이 커피가 충진된 컬럼 바닥에서부터 상단으로 상승할 수 있는 수압이나 유량이 커피 추출 중에 제공된다.

상기 하우징(10)은 캡슐의 측벽을 형성한다. 상기 하우징을 포함한 캡슐은 열가소성 재료 또는 생분해성 플라스틱으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 사용가능한 열가소성 재료로는 폴리프로필렌(PP), 에틸렌 비닐 알코올(EVOH), 폴리-에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등이 있고, 생분해성 플라스틱은 감자나 옥수수 전분을 바탕으로 한 플라스틱일 수 있다.

상기 하우징(10)은 원통형, 실린더 형상일 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 사각기둥, 육각기둥, 팔각기둥, 컵 형상 등일 수 있다.

상기 덮개(20)는 하우징을 덮어 내부에 충진된 커피가루가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 덮개(20)는 상하로 통공된 홀(21)을 복수개 구비할 수 있다. 상기 홀(21)은 각 컬럼(50) 상부에 하나씩 위치되도록 형성될 수 있다. 상기 홀(21)은 커피 사이에 잔존하는 공기를 물의 상승과 함께 캡슐 외부로 배출할 수 있고, 배출부(60)로 커피가 배출될 때 컬럼 내부에 생성되는 압력을 상쇄시키므로 각각의 컬럼에 생성되는 압력이 같도록 유지 할 수 있다.

예를 들면, 컬럼을 상승하여 생성된 커피 추출액이 상단의 배출부(60) 연통홀(62)로 커피가 배출될 때 컬럼 내부에 생성되는 압력이 불규칙하면 낮은 압력이 존재하는 컬럼으로 물의 흐름이 빨라져 각각의 컬럼에 골고루 물이 흐를 수 없게 된다.

또한 상기 홀(21)은 크기가 커피 가루 크기보다 작게 형성할 수 있다.

상기 바닥부(30)는 하우징의 하부(저면)을 형성한다. 상기 바닥부(30)는 상기 하우징과 나사 체결되거나 융착될 수 있다.

상기 물 공급관(40)은 상기 바닥부로 물을 공급한다. 물 공급관(40)은 상기 하우징 중앙에 위치하고, 상기 바닥부에서 덮개 상부까지 연장된 관으로서 덮개 상부 측에서 바닥부로 물을 주입할 수 있다.

도 7은 물 공급관(40)의 상부에 커피 기구(또는 공급수조(200)가 결합된 일예를 도시한 것이다. 도 7을 참고하면, 상기 공급수조(200)는 저장부(210), 연결부(220) 및 압력조절 홀(230)을 포함할 수 있다. 상기 연결부 내측에 상기 물 공급관의 돌출부가 삽입되어 결합되고, 압력조절 홀(230)을 통해 낙하되는 물의 속도(유량)를 조절할 수 있다.

상기 물 공급관(40)은 캡슐 내부에 위치하고, 물 공급관의 하단부는 바닥부에 막힌다. 물 공급관(40)은 하부에서 상기 컬럼과 연통되어, 상기 컬럼 바닥부로 물을 제공하는 연통홀(41)을 포함한다.

상기 연통홀은 각각의 컬럼(50)에 물을 동시에 공급하여야 하므로 컬럼의 개수와 동일한 개수로 상기 물 공급관(40)에 형성된다.

상기 바닥부(30)는 상기 물 공급관 외면에서 하우징 방향으로 방사상으로 형성된 미세패턴(31)을 포함할 수 있다.

상기 미세패턴(31)은 상기 바닥부(30) 상에 반복적으로 형성된 홈일 수 있다. 상기 연통홀(41)에서 소정 수압으로 유출되는 물은 상기 미세패턴(31)의 홈을 따라 방사상(하우징 방향으로)으로 빠르게 분배될 수 있다.

상기 컬럼(column)(50)은 캡슐 내부를 복수개로 구획한다.

상기 컬럼(column)(50)은 상부가 개구되어 내부에 분쇄 커피가 충진될 수 있다.

상기 컬럼(column)(50)은 2개 이상, 바람직하게는 3개 내지 20개, 바람직하게는 4개 내지 18개가 형성될 수 있다.

상기 컬럼은 소정 높이를 가지는 내부가 비어있는 기둥이다. 상기 컬럼의 단면 형상에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 컬럼의 단면은 도 1 내지 도 6과 같이 부채꼴 형상일 수 있다. 또한, 상기 컬럼의 단면은 원 또는 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등의 다각 형상일 수 있다.

상기 복수개의 컬럼은 동일한 부피를 가질 수 있다.

상기 컬럼은 상기 물 공급관의 외면에서부터 상기 하우징 내벽까지 연장된 격벽(51)을 포함하여 형성된다. 도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 컬럼은 두 개의 격벽, 하우징 내벽을 포함하여 형성될 수 있다.

물이 컬럼 바닥으로 지속적(또는 간헐적)으로 주입되는 경우(상부에서 적하되든, 측면에서 펌프로 공급되는 경우 등), 물은 컬럼 바닥에서 상단으로 상승할 수 있다. 물의 공급량은 0.05㎖/s~0.5㎖/s, 0.1~0.5㎖/s, 0.15~0.4㎖/s일 수 있다.

또한, 도 7와 같이, 캡슐(100) 위에 공급수조(200) 등이 위치하는 경우, 수압차이(공급수조와 컬럼 내의 상승하는 물 과의 수두차)에 의해 컬럼 바닥에서 상단으로 상승할 수 있다. 즉, 공급수조(200)가 본 발명의 캡슐(100) 상단에 위치하므로, 높이에 따른 수압차이(공급수조 수면과 캡슐 배출부(60, 62)의 높이 차이)가 발생하여 컬럼에서 물이 상승될 수 있다.

특히, 도 7과 같이, 공급수조(200)에 압력 조절홀(230)이 형성되어 있는 경우 압력조절홀(230)과 배출부(60, 62)와의 높이차에 의해 컬럼 바닥에서 상단으로 상승할 수 있다. 이 경우, 공급 수조의 수위 감소에 따른(즉, 수두 감소 발생) 물 공급 유량의 저하를 방지하여 균일한 속도로 커피를 추출할 수 있다.

상기 컬럼은 단면이 캡슐 전체 단면에 비해 2배에서 20배 (바람직하게는 4배에서 20 배)이상 작고, 컬럼 격벽을 통해 물이 측면으로 이동하는 것을 차단하여 컬럼 내 위치에 따른 물의 상승 속도나 커피 침습 속도를 균일하게 유지할 수 있다.

본 발명의 커피 캡슐은 컬럼별로 독립적으로 커피가 추출되는 구조이므로 컬럼 높이가 높을수록, 컬럼 단면이 넓을수록 농도가 진한 커피를 추출할 수 있고(다만, 단면이 너무 넓으면 물의 상승 속도나 커피 침습 속도를 균일하게 유지할 수 없음), 공급되는 물의 유량(시간 대비), 수두차 또는 물 공급 속도를 조절하여 추출속도나 농도를 제어할 수 있다.

또한, 상기 컬럼은 수두차가 없는 경우에도(예를 들면, 물 공급관의 1/2 정도만 물이 채워져 있는 경우에는 캡슐 상단보다 물의 높이가 높지 않아 수두차로서는 물이 캡슐 상단까지 상승하지 못함), 물은 모세관 현상에 의해 컬럼 상단으로 상승할 수 있다.

즉, 상기 컬럼은 충진된 커피 가루사이로 물이 스며들어 상승하는 모세관력을 높일 수 있는 구조이다. 예를 들면, 본 발명은 물 공급관의 1/2 정도만 물을 채우고(이하, 1/2 수면), 1/2 수면 높이를 유지하는 상태에서, 1/2 수면위로 물을 적하하는 경우에도 모세관력에 의해 물이 커피에 스며들면서 상부로 상승하여 커피가 추출될 수 있다.

상기 배출부(60)는 상기 컬럼 상부 일측과 연통되어 추출된 커피를 캡슐 외부로 유출한다. 상기 배출부(60)는 캡슐 내에 다양한 방식으로 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 6과 같이, 상기 배출부가 하우징 내벽 측에 형성될 수 있고, 또는 상기 배출부가 물 공급관 측에 형성될 수도 있다.

상기 배출부가 물 공급관 측에 형성되는 경우, 상기 배출부는 물 공급관 외면과 컬럼 격벽 사이에 또 다른 격벽을 포함하여 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 6과 같이, 상기 배출부가 하우징 내벽 측에 형성되는 경우, 상기 배출부(60)는 상기 하우징 내벽, 하우징까지 연장된 격벽 및 상기 격벽에서 분기하여 하우징까지 연장된 제 2 격벽(61)을 포함하고, 상기 격벽 또는 제 2 격벽의 상부에는 상기 컬럼 상부 일측과 연통되는 홀(62)을 포함할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 요지로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이다.

Claims (5)

1. 소량의 분쇄 커피가 충진된 후 밀봉된 콜드브루 캡슐(100)로서, 상기 캡슐에 가압없이 물을 주입하여 커피를 추출하되, 상기 캡슐(100)은
   상기 캡슐을 복수개로 구획하고, 상부가 개구되고, 내부에 분쇄 커피가 충진된 복수의 컬럼(column)(50) ;
   상기 컬럼 바닥부로 물을 공급하는 공급관(40) ;
   상기 컬럼 상부 일측과 연통되어 추출된 커피를 캡슐 외부로 유출하는 배출부(60)를 포함하고,
   상기 물 공급관을 통해 상기 컬럼 바닥부로 물이 공급되고, 물은 컬럼 바닥부에서부터 상승하면서 커피가루로부터 커피액을 추출하고, 추출된 커피액은 상기 배출부를 통해 유출되는 것을 특징으로 하는 1회용 콜드브루 캡슐.
2. 제 1항에 있어서, 상기 캡슐(100)은
   하우징(10) ;
   상기 하우징 상부를 덮는 덮개(20) ;
   상기 하우징 하단에 위치하는 바닥부(30) ;
   상기 하우징 중앙에 위치하고, 상기 바닥부에서 덮개 상부까지 연장되어 덮개 상부 측에서 바닥부로 물을 제공하는 물 공급관(40) ;
   상기 물 공급관의 외면에서부터 상기 하우징 내벽까지 연장된 격벽(51)을 포함하여 형성되고, 내부에 분쇄된 커피가루가 충진되는 복수개의 컬럼(column)(50) ;
   상기 물 공급관 하부에서 상기 컬럼과 연통되어, 상기 컬럼 바닥부로 물을 제공하는 연통홀(41) ;
   상기 컬럼 상부 일측과 연통되어 상기 바닥부까지 연장된 배출부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 콜드브루 캡슐.
3. 제 2항에 있어서, 상기 바닥부(30)는 물 공급부 외면에서 하우징 방향으로 방사상으로 형성된 미세패턴(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 콜드브루 캡슐.
4. 제 2항에 있어서, 상기 배출부(60)는
   상기 하우징 내벽, 하우징까지 연장된 격벽 및 상기 격벽에서 분기하여 하우징까지 연장된 제 2 격벽(61)을 포함하고, 상기 격벽 또는 제 2 격벽의 상부에는 상기 컬럼 상부 일측과 연통되는 홀(62)이 형성되는 것을 특징으로 하는 1회용 콜드브루 캡슐.
5. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 컬럼은 동일한 부피를 가지는 것을 특징으로 하는 1회용 콜드브루 캡슐.

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