AT392569B - Verfahren zur herstellung eines aufgussgetraenkes - Google Patents

Description

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Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aufgußgetränkes durch Brühen einer aufgußfähigen Substanz, nämlich Kaffee oder Tee, mit einem wäßrigen Medium, wobei sich die aufgußfähige Substanz in einem ein Filter enthaltenden Behälter befindet, welcher vom wäßrigen Medium unter Einwirkung von Druck durchsetzt wird. 5 Bei der Erzeugung von frisch aufgebrühtem Kaffee oder Tee werden gemahlener Kaffee oder Teeblätter mit normalerweise heißem Wasser miteinander in Berührung gebracht und erfolgt die Trennung des Getränkes von diesen. Für ein solches Aufbrühen bestehen zahlreiche Techniken, wobei es sich in typischen Beispielen um das ^

Vermengen der aufgußfähigen Substanz mit heißem Wasser, einer darauf folgenden Filtration, dem ununterbrochenen Durchgang von Wasser durch die aufgußfähige Substanz, welche sich innerhalb eines Filters 10 (z. B. eines Kaffeefilters) befindet, sowie dem ununterbrochenen Umwälzen von Aufgußflüssigkeit \ (z. B. Kaffeeperkolatoren) handelt Aus der US-PS 3 423 209 ist es bekannt, gemahlenen Kaffee mit heißem ^

Wasser, das auf diesen kontinuierlich aufgebracht wird, zu brühen.

Die Geschwindigkeit und die Leistungsfähigkeit der Extraktion von Substanzen aus dem gemahlenen Kaffee oder den Teeblättem stellt im Haushalt, wo das Aufbrühen von Hand ausgeführt und überwacht wird, kein IS zwingendes Erfordernis dar. Wenn z. B. Tee aus einem Teetopf abgegeben wird, dann ist es wichtig, den Tee vor dem Ausgießen einige Minuten stehen zu lassen. Wenn hingegen das Aufbrühen beispielsweise in Getränkeverkaufsmaschinen mechanisch durchgeführt wird, dann kann eine erhöhte Geschwindigkeit und bzw. oder Leistungsfähigkeit der Extraktion eine schnellere Abgabe des Getränkes und bzw. oder ein höhere Qualität desselben bewirken, wodurch zur Erzeugung einer gegebenen Menge an extrahiertem Gut weniger 20 Ausgangsmaterial benötigt wird.

Der gegenständlichen Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die Geschwindigkeit und bzw. oder die Leistungsfähigkeit bei der Herstellung von Kaffee- oder Teegetränken durch Aufbrühen zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß das wäßrige Medium die aufgußfähige Substanz in einer Mehrzahl von aufeinander folgenden, voneinander getrennten Teilmengen durchsetzt, wobei die jeweiligen Teilmengen 25 zumindest teilweise aus der aufgußfähigen Substanz verdrängt werden, bevor eine folgende Teilmenge eingebracht wird.

Vorzugsweise wird dabei jede Teilmenge aus der aufgußfähigen Substanz nahezu vollständig verdrängt, bevor die nächstfolgende Teilmenge in die aufgußfähige Substanz eingebracht wird. Die Teilmengen an wäßrigem Medium können gleich groß oder unterschiedlich groß sein. So kann es wünschenswert sein, eine erste 30 Teilmenge zu verwenden, die kleiner oder größer ist als die nachfolgenden Teilmengen und welche hauptsächlich dazu dient, die aufgußfähige Substanz zu benetzen, wodurch ein wirksames Aufbrühen durch die nachfolgenden Teilmengen an wäßrigem Medium ermöglicht wird. Dies trifft insbesondere auf gemahlenen Kaffee zu, dessen ölige Oberfläche eine Benetzung äußerst zweckmäßig macht Das Benetzen kann zudem durch schnelles Entfernen der ersten Teilmenge an wäßrigem Medium unter Druck bewirkt werden. 35 Durch eine Aufeinanderfolge von Teilmengen an wäßrigem Medium wird die Wirksamkeit der Extraktion erhöht. Die Entfernung des gesamten oder nahezu des gesamten wäßrigen Mediums vor der nächsten erneuten Suspension bildet die beste Möglichkeit zur Berührung der aufgußfähigen Substanz mit dem frischen wäßrigen Medium und zur Extraktion der das Getränk erzeugenden Komponenten. Der Einsatz von voneinander getrennten Teilmengen an wäßrigem Medium reduziert zudem erheblich die Rinnenbildung durch die aufgußfähige Substanz 40 hindurch. Eine Rinnenbildung wird zwar bei der Filtration immer in einem gewissen Grad auftreten. Sofeme diese jedoch auf ein Minimum herabgesetzt wird, wird die Wirksamkeit der Berührung zwischen dem wäßrigen Medium und der aufgußfähigen Substanz erhöht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in unterschiedlichen Arten durchgeführt werden. So kann das wäßrige Medium als pulsierender Strom auf die aufgußfähige Substanz aufgebracht werden, wobei jeder Puls eine 45 Teilmenge darstellt. Die Einführung jeder Teilmenge kann zur Verdrängung der vorhergehenden Teilmenge dienen. Es kann jedoch auch zwischen den einzelnen Teilmengen ein anderes Strömungsmittel eingesetzt werden.

Ein solches anderes Medium kann dazu dienen, um zwischen aufeinanderfolgenden, wäßrigen Teilmengen zu wirken oder es kann zur Verdrängung des wäßrigen Mediums aus der aufgußfähigen Substanz heraus und durch das Filter hindurch verwendet worden. 50 Wenn die Teilmengen des wäßrigen Mediums selbst die vorhergehenden Teilmengen verdrängen, dann erfolgt unvermeidlich eine Vermischung des letzten Teiles einer Teilmenge und des Anfanges der folgenden Teilmenge.

Dies kann jedoch auf ein Minimum herabgesetzt werden, sodaß jede Teilmenge verdrängt wird, bevor die nächste Suspension und erneute Bewegung erfolgt Es ist dies ein Versuch, um eine möglichst stabile Grenzfläche zwischen den einzelnen Teilmengen aufrechtzuerhalten. Wie dies erreicht wird, hängt vom Aufbrühvorgang und p 55 den Substanzen ab. Es wird jedoch dann erreicht, wenn die Verdrängung jeder Teilmenge so schnell wie möglich erfolgt Dies gibt die geringste Gelegenheit zur Diffusion zwischen aufeinanderfolgenden Teilmengen.

Wenn zwischen den einzelnen Teilmengen ein anderes Strömungsmittel aufgebracht wird, kann dieses ein Gas, wie beispielsweise kalte Luft oder Dampf, sein. Dieses weitere Medium kann unter atmosphärischem Druck eingefiührt werden, z. B. durch Belüften mit Luft, worauf die nächste Teilmenge an wäßrigem Medium 60 aufgebracht wird. Vorzugsweise wird jedoch dieses weitere Medium unter Druck eingesetzt, um das wäßrige Medium aus der aufgußfähigen Substanz vor der folgenden Teilmenge an wäßrigem Medium mit Sicherheit zu verdrängen. Die Verwendung von Dampf kann zur Förderung der Extraktion einiger Bestandteile der -2-

AT 392 569 B aufgußfähigen Substanz zweckmäßig sein. Dampf kann auch dazu verwendet werden, um die erste Benetzung dieser Substanz durchzuführen, bevor die erste Teilmenge an wäßrigem Medium aufgebracht wird.

Die aufgußfähige Substanz ist Kaffee oder Tee und das wäßrige Medium ist vorzugsweise heißes Wasser. Unter bestimmten Umständen kann es wünschenswert sein, ein anderes wäßriges Medium als Wasser, z. B. 5 Milch oder eine Zuckerlösung, zu verwenden. Das Filter kann ein Blattmaterial, wie Filterpapier oder ein Material mit größerer Dicke, wie eine Fasermatte, sein, welches sich in einem Behälter befindet. Sofeme dieser Behälter einen Wegwerfartikel darstellt und aus wasserundurchlässigem Material gefertigt ist, kann das Filter mit dem Behälter einstückig sein.

Vorzugsweise befinden sich die aufgußfähige Substanz und das Filter in einem versiegelten Behälter, der für 10 die Herstellung des Getränkes geöffnet und nach dem Gebrauch fortgeworfen wird. Der Behälter kann aber auch ein Bestandteil einer Getränkeabgabemaschine sein, der für jedes nachfolgend erzeugte Getränk wieder verwendet wird. Er kann zudem ein wegwerfbarer Behälter, wie beispielsweise eine Patrone, eine Kapsel oder ein Beutel, sein. Ein Beutel kann aus im wesentlichen luft- und wasserundurchlässigen Blattmaterial hergestellt sein und kann das Filter sowie die aufgußfähige Substanz enthalten, wobei zur Herstellung des Getränkes die Oberseite und 15 der Boden des Beutels geöffnet werden, in diesen ein wäßriges Medium eingeführt wird und das Getränk vom Boden abgezogen wird.

Weiters können Einrichtungen zur Steuerung der Zeitdauer vorgesehen sein, während welch» jede Teilmenge an wäßrigem Medium sich in Berührung mit der aufgußfähigen Substanz befindet Eine derartige Steuerung ist insbesondere bei Getränkeabgabemaschinen, bei welchen eine genaue Steuerung der Abgabezeit wünschenswert 20 ist vorteilhaft Auch sie bewirkt die Herstellung eines Getränkes mit gleichbleibender Qualität. Vorzugsweise wird die Steuerung des Aufbrühtaktes durch Einsatz eines unter Druck stehenden wäßrigen Mediums durchgeführt wobei der Druck, die Durchflußmenge und die Verweilzeit so eingestellt werden, daß die gewünschte Aufbrühzeit sowohl für jede Teilmenge als auch insgesamt gegeben ist. Die Drucksteuerung kann pneumatisch sein, z. B. mittels des atmosphärischen Druckes auf jede Teilmenge, oder zwischen den einzelnen Teilmengen wäßrigen 25 Mediums erfolgen. Der Druck kann auch mechanisch, z. B. mittels einer Pumpe, oder durch eine andere mechanische Kraft durch welche die Teilmengen durch das Filter hindurchgedrückt weiden, aufgebracht weiden.

Vorzugsweise wird der die aufgußfähige Substanz enthaltende Behälter während des Aufbrühvorganges einmal oder mehrere Male mit der Atmosphäre belüftet nachdem das wäßrige Medium eingebracht worden ist. Die Belüftung kann dabei zur Steuerung des Zeitraumes der Einwirkzeit des wäßrigen Mediums auf die Substanz 30 verwendet werden. Während der Behälter belüftet wird, wird das wäßrige Medium in den Behälter unter atmosphärischem Druck eingeführt, wobei es dazu neigt nur sehr langsam, wenn Oberhaupt durch das Filter hindurchzutreten. Um hierauf das wäßrige Medium zu entfernen, wird die Belüftung unterbrochen und wird die Flüssigkeit durch eine weitere Teilmenge an wäßrigem Medium oder durch ein anderes Strömungsmittel, wie beispielsweise Luft, unter Druck hinausgetrieben. Ein weiterer Vorteil des Belüftens, welcher insbesondere bei 35 Beuteln bewirkt wird, besteht darin, daß diejenige Zeit während welcher sich der Beutel unter Druck befindet, herabgesetzt wird, wodurch die Gefahr eines Reißens des Beutels vermindert wird.

Die Belüftung kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. So können beispielsweise Mehrfachkanäle für Strömungsmittel im Zusammenwirken mit dem Behälter oder der Packung Anwendung finden, nämlich ein erster Kanal für das Einführen des wäßrigen Mediums und ein anderer zum Belüften oder zum Einführen von Luft. 40 Wenn ein Beutel mit einer Düseneinrichtung für das Aufgußmaterial eingesetzt wird, dann kann für diesen Zweck eine Doppelhohlnadel mit koaxialen Kanälen (Injektor) verwendet werden. Wahlweise kann auch ein einzelner hohler Injektor periodisch während vorgegebener Perioden des Aufbrühvorganges von einer einfachen Düse gelöst werden, um die Belüftung zu ermöglichen.

Die Verbindung zwischen dem Injektor und der Düse kann durch einen einfachen Paßsitz oder durch eine 45 formschlüssige Kupplung, wie z. B. eine Bajonettverriegelung, bewirkt werden.

Das »findungsgemäße Verfahren ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Getränkesäckchens,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung und zur Abgabe von Getränken und die

Fig. 2a und 3 bis 7 Ansichten von Bestandteilen der Vorrichtung nach Fig. 2. 50 Die Fig. 1 zeigt ein versiegeltes Getränkesäckchen, welches für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird. Dieses Säckchen besteht aus einer im wesentlichen luft· und wasserundurchlässigen Folie (102), welche durch ein Laminat aus einer Schicht von metallisiertem Polyester und einer Schicht aus Polypropylen gebildet ist Die Metallisierung befindet sich zwischen den beiden Kunststoffschichten, wodurch sich eine der Polypropylenschichten auf der Innenseite des Säckchens befindet. Von der Folie (102) ist ein Filter (104) 55 umschlossen, welches aus einem Laminat aus schleudergebundenem und schmelzgeblasenem Polypropylen hergestellt ist. Die Folie (102) und das Filter (104) sind mit Bodenfalten (106) und (108) ausgebildet, wobei sich die Bodenfalte (106) unter der Bodenfalte (108) befindet, wodurch unter dem Filter (104) eine Kammer (110) gebildet ist Die Seitensäume der Folie (102) und des Filters (104) sind miteinander verbunden, wodurch das Filter (104) eine Tasche für gemahlenen Kaffee (112) bildet. Der obere Saum des Säckchens ist ebenso 60 versiegelt. Er ist zudem mit einer Düse (114) mit einem mittleren Wasserzufuhrkanal (116), einem oberen Flansch (118) und mit Seitenrippen (120) ausgebildet. Der Wasserzufuhrkanal (116) ist mit einem Abschlußdeckel (122) versehen. Durch den oberen Flansch (118) wird die Halterung des Säckchens in einer -3-

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Vorrichtung zur Herstellung von Kaffee ermöglicht. Die Seitenrippen (120) verjüngen in Draufsicht sich nach außen zu jeder Seite von der Düse (114) weg. Diese Rippen (120) bilden einen größeren Bereich für eine wirksame Abdichtung der Düse (114) gegenüber der Folie (102).

Zur Herstellung eines Kaffeegetränkes wird der untere Bereich der Folie (102) abgetrennt und wird das Säckchen an einer Einrichtung zur Zufuhr von wäßrigem Medium befestigt. Das wäßrige Medium, insbesondere heißes Wasser, wird von einem Wasserinjektor, der den Abschlußdeckel (122) durchsticht und an die Seitenwand des Kanals (116) abdichtend anliegt, eingeleitet. Das Wasser bildet mit dem gemahlenen Kaffee einen Aufguß, welcher das Filter (104) durchsetzt und das Säckchen durch den offenen Boden hindurch verläßt, wobei es in einem Behälter gesammelt wird.

Nachstehend sind anhand der Fig. 2 bis 7 eine Vorrichtung und das genaue Verfahren zur Herstellung des Getränkes erläutert. Dieses Verfahren dient insbesondere zur Herstellung von frisch aufgebrühtem Tee oder Kaffee an einem Ort, an welchem eine vollautomatische Vorrichtung zur Abgabe eines Getränkes nicht erforderlich ist, wie z. B. in einem Büro.

Wie aus den Fig. 2 und 2a ersichtlich ist, enthält diese Vorrichtung einen Wasserbehälter (202), welcher einen durch eine Heizeinrichtung und einen Thermostaten gebildeten Einbau (204) auf weist, durch welchen das Wasser auf etwa 96 °C gehalten werden kann. Ein Wasserauslaß (206) führt zu einem elektrisch gesteuerten Dreiwegeventil (208). An dieses ist weiters über eine Leitung (210) eine Luftpumpe (212) angeschlossen. Somit kann über eine Leitung (214) sowohl Luft als auch Wasser abgegeben werden. Die Leitung (214) mündet an einem Ast einer Verbindung (216), deren anderer Ast an ein elektrisch gesteuertes Luftventil (218) angeschlossen ist. Diese beiden Äste münden in einem Injektor (220) mit einer frei liegenden unteren Messerkantendüse, durch welche der Abschlußdeckel (122) der Düse eines Säckchens durchstochen werden kann. Das Säckchen ist in punktierten Linien dargestellt

Die Vorrichtung ist mit einer Schwenktür (222) ausgebildet, welche sich normalerweise in der in strichpunktierten Linien dargestellten Offenlage befindet Sie weist weiters eine Vorderwand (224), welche einen Lagerkörper (226) und einen Verriegelungssüft (228) trägt, auf. Eine von der Vorderwand (224) gesonderte und mit den Seitenwänden der Tür gelenkig verbundene Rückwand (230) erstreckt sich von der Basis der Tür (222) und im Abstand von der Vorderwand (224) nach oben. Die Rückwand (230) erstreckt sich nur über einen Teil der Höhe der Vorderwand (224). Die Tür (222) ist aus ihren Scharnieren leicht entfembar, um deren leichte Reinigung zu ermöglichen. Die Rückwand (230) ist um ein Scharnier (231) (Fig. 2a) verschwenkbar und durch zwei Haken- und Stifteinrichtungen (233), von denen sich jeweils eine auf jeder Seite der Rückwand befindet, veniegelbar.

Unmittelbar unter dem Injektor (220) befindet sich ein Klinkenlager (232), das bei Gebrauch durch Herunterdrücken eines Betätigungsbolzens (234) nach oben gedrückt wird. Das nach oben gedrückte Klinkenlager (232) und der heruntergedrückte Betätigungsbolzen (234) sind in dieser Lage durch eine Klinke (236) miteinander verriegelt. Die Klinke (236) wirkt auch mit dem Verriegelungsstift (228) zusammen, um die Tür in geschlossenem Zustand zu verriegeln. Im Bereich des Betätigungsbolzens (234) ist weiters ein Mikroschalter (238) angeordnet, welcher bei Herunterdrücken des Bolzens (234) von diesem geschlossen wird. Die Verklinkungseinrichtung ist an ein Solenoid (240) angeschlossen, durch dessen Betätigung sie ausgelöst wird.

Weiters ist ein Wählknopf (242) für die Einstellung der Menge an Getränken, die erzeugt werden soll, vorgesehen, welcher mit einem elektromechanischen Nockentimer (244) gekuppelt ist. Dieser steuert den Betrieb des Dreiwegeventils (208), der Luftpumpe (212), des Lüftungsventils (2X8) und des Solenoids (240). Unmittelbar unter der Tür (222) ist eine Schale (246) zur Aufnahme des Getränkes angeordnet, die sich auf einem Tropftablett (248) befindet. Hinter dem Tropftablett (248) ist ein Aufnahmebehälter (250) für verbrauchte Säckchen angeordnet.

Die Ventile, die Pumpe, die Heizeinrichtung mit Thermostat, das Solenoid und der Nockentimer sind bekannte Bauteile. Die anderen Bauteile sind nachstehend anhand der Fig. 3 bis 7 näher erläutert.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, ist das Klinkenlager (232) in einem Paar von Schwenkarmen (252) verschwenkbar gelagert und ist es gegenüber einem senkrechten Lagerbolzen (254), der sich von einem festen Gehäuseteil (256) nach unten erstreckt, verschiebbar. Die Schwenkarme (252) sind um eine waagerechte Welle (258), welche in festen Gehäuseseitenwänden gelagert ist, verschwenkbar. Die vom Klinkenlager (232) anliegenden Enden der Arme (252) sind miteinander durch eine Stange (259) verbunden, welche sich in einer Ausnehmung an der Unterseite des Betätigungsbolzens (234) befindet. Die aus dem Betätigungsbolzen (234), dem Klinkenlager (232), den Schwenkarmen (252) und der Stange (259) bestehende Einrichtung wird durch eine Feder (257) derart belastet, daß sich das Klinkenlager (232) normalerweise in seiner untersten, in Fig. 4 dargestellten Lage befindet

In den Fig. 5 und 6 ist dargestellt daß der Lagerkörper (226) um einen festen Zungenkörper (260), welcher lotrecht von der Vorderwand (224) aus hochsteht, verschwenkbar ist. Mittels Federn (262) ist der Lagerkörper (226) auf Verschwenkung von der Vorderwand (224) weg belastet. Der Lagerkörper (226) ist mit Seitenwänden (264) und mit einer Basisfläche (266) ausgebildet. Die eine Seitenwand (264) weist eine Ausnehmung (268) mit einer Größe zur eng anliegenden Aufnahme der Düse eines Säckchens auf. Der Lagerkörper (226) ist weiters mit einem Schlitz versehen, so daß dieser bei dessen Herunterdrücken entgegen der Wirkung der Federn (262) an die Vorderwand (224) zur Anlage gebracht wird und der Zungenkörper (260) in -4-

AT 392 569 B den Schlitz und in die Ausnehmung (268) eintritt.

Anhand der Fig. 7 ist die Verklinkungs- und Auslöseeinrichtung dargestellt. Der Betätigungsbolzen (234) weist eine seitliche Ausnehmung (272) auf, in welche die Zunge eines Auslösetriggers (274) einragt. Der Trigger (274) ist um ein Schwenklager (276) herum derart gegengewichtet, daß die Zunge normalerweise in die Ausnehmung (272) einragt und nur durch eine durch das Solenoid (240) bewirkte, nach oben gerichtete Kraft ausgelöst wird. Durch einen am Betätigungsbolzen (234) vorgesehenen Flansch wird die Aufwärts- und Abwärtsbewegung durch Anschlag gegen Bestandteile der Gehäuselagerfläche (256) begrenzt. Zudem ist am Flansch ein verschwenkbarer Nockenarm (278) gelagert. Weiters ist ein schwenkbarer Klinkenarm (280) vorgesehen, welcher mit einer Nocke (282) ausgebildet ist, die mit dem Nockenarm (278) zusammenwirkt und der eine Ausnehmung (284) aufweist, welche mit dem Türveniegelungsstift (228) zusammenwirkt. Bei der Darstellung der Vorrichtung in Fig. 7 befindet sich die Klinkenlagerung (232) in ihrer obersten Stellung, so daß der Betätigungsbolzen (234) durch den Auslösetrigger (274) niedergehalten und die Tür durch den Klinkenarm (280) verriegelt ist.

Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Die gewünschte Getränkemenge (kleine Tasse, mittlere oder große Tasse) wird durch den Wählknopf (242) eingestellt Hierauf wird ein Säckchen, das gemahlenen Kaffee enthält aus einem Vorrat derartiger Beutel genommen und wird dessen Bodensaum durch Abschneiden entfernt Das Säckchen wird hierauf in den Raum der Tür (222) zwischen den Vorder- und Rückwänden (224,230) so eingelegt, daß dessen Düse vom Lagerkörper (226) aufgenommen wird. Der obere Flansch (118) der Düse befindet sich innerhalb der Seitenwände (264) und liegt an die Basisfläche (266) an. Der Düsenkanal, welch»: zum Beutel führt befindet sich innerhalb der Ausnehmung (268), und der Beutel selbst liegt an die Innenseite der Vorderwand (224) an. Die Tür (222) ist geschlossen und ist durch das Zusammenwirken des Verriegelungsstiftes (228) mit der Ausnehmung (284) im Klinkenarm (280) verklinkt. Wenn die Tür (222) geschlossen ist wird der Lagerkörper (226) gegen die Klinkenlagerung (232) gedrückt. Durch das Schließen der Tür (222) wird der Lagerkörper (226) gegen die Vorderwand (224) der Tür gedrückt Der Zungenkörper (260) tritt in den Schlitz ein und schiebt die Beuteldüse auf die Klinken der Klinkenlagerung (232) in eine Stellung unmittelbar unterhalb des Injektors (220). Um dies zu ermöglichen, weist die Klinkenlagerung (232) zudem einen Schlitz (286) auf, welcher der Form der Beuteldüse und deren oberem Flansch angepaßt ist

Sobald der Betätigungsbolzen (234) hinuntergedrückt wird, wird das Klinkenlager (232) entgegen der Wirkung der Feder (254) nach oben bewegt wodurch die Messerkantenöffnung des Injektors (220) die Beuteldüse durchsticht und in diese eintritt. Die aus dem Betätigungsbolzen (254) und dem Klinkenlager (232) bestehende Einrichtung verklinkt sich in dieser Stellung durch Zusammenwirken der Ausnehmung des Betätigungsbolzens (234) mit der Zunge des Auslösetriggers (274). Durch das Hinunterdrücken des Betätigungsbolzens (234) schließt der Mikroschalter (238), wodurch der Nockentimer (244) die an ihn angeschlossenen Bestandteile in einer programmierten Betriebsfolge steuert

Hierdurch wird bewirkt, daß heißes Wasser in einer Folge von gesonderten Mengen durch den Beutel hindurchgeführt wird. Hierfür bewirkt der Nockentimer (244) zyklisch eine vorgegebene Aufeinanderfolge einer vorgegebenen Anzahl von Teilmengen in Abhängigkeit von der durch den Wählknopf (242) bestimmten Getränkemenge. Ein vollständiger Takt der programmierten Aufeinanderfolge liefert eine Folge von gesonderten Teilmengen an heißem Wasser. Beim Ausführungsbeispiel weist jede Teilmenge ein Volumen von etwa 28 ml auf. Die Einstellung der Menge "große Tasse" durch den Knopf (242) veranlaßt den Nockentimer (244), die programmierte Aufeinanderfolge sechs Mal (sechs Takte) zu durchlaufen, wodurch eine Getränkemenge von annähernd 175 ml erzeugt wird, wobei etwa 13 ml im verbrauchten Beutel verbleiben. Die Einstellung anderer Größen durch den Knopf (242) veranlaßt den Nockentimer, eine geringere Anzahl Takte der programmierten Folge zu bewirken, wodurch geringere Mengen an Getränken erzeugt werden.

Die programmierte Steuerung ist wie folgt:

Zunächst ist die Luftpumpe (212) abgeschaltet, ist das Belüftungsventil (218) geschlossen und befindet sich das Dreiwegeventil (208) in einer Stellung zur Sperrung des Durchganges von Wasser vom Auslaß (206) zum Schlauch (214). Das Solenoid (240) befindet sich in einer Ruhelage zur Verklinkung der durch den Auslösetrigger (274) bewirkten Verklinkung. Hierauf öffnet das Luftventil (218) und wird das Dreiwegeventil (208) betätigt, wodurch heißes Wasser unter Schwerkraft in den Schlauch (214) gelangt Das Belüftungsventil (218) schließt dann, während das Dreiwegeventil (208) zur Verbindung des Lufteinlasses (210) mit dem Schlauch (214) umschaltet und so die Wasserzufuhr unterbricht. Gleichzeitig wird die Luftpumpe (212) eingeschaltet Die gepumpte Luft drückt das Wasser durch den Schlauch (214) und durch den Injektor (220) und in den Beutel hinein. Der zeitliche Ablauf des Betriebes der Ventile (208,218) und der Pumpe (212) ist derart, daß die Durchflußgeschwindigkeit des Wassers in den Schlauch (214) hinein und durch diesen hindurch als das volumetrische Maß zur Steuerung der Zufuhr der Menge an heißem Wasser benützt wird.

Sobald sich heißes Wasser im Beutel befindet wird die Luftpumpe (212) abgeschaltet, wodurch eine Pause entsteht, während welcher das heiße Wasser mit dem gemahlenen Kaffee einen Aufguß bildet und, wenn überhaupt, nur sehr langsam in den Behälter (246) tropft. Sodann wird wieder die Luftpumpe (212) eingeschaltet, worauf die gepumpte Luft den heißen Kaffee aus dem Boden des Beutels in den Behälter (246) hineindrückt. Sobald die Luftpumpe abgeschaltet wird, ist ein vollständiger Takt der programmierten -5-

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Aufeinanderfolge beendet. Dieser Takt wird drei· bis fünfmal mehr wiederholt, je nach der gewählten Menge an Getränk. Am Ende des letzten Taktes bewirkt der Nockentimer den letzten Lufitstoß durch den Beutel, wodurch im wesentlichen die gesamte verbleibende Flüssigkeit in die Schale (246) gefördert wird.

In Bezug auf den Beutel wird die nachstehend angegebene Aufeinanderfolge bewirkt: 1. Pause, während welcher Wasser aus dem Behälter (202) in den Schlauch (214) einströmt (etwa 1 Sekunde); 2. Wasser tritt unter dem Druck der in den Schlauch (214) eingepumpten Luft in den Beutel ein (etwa 0,8 Sekunden); 3. Pause, um dem Getränk Zeit für den Aufguß und für die Entwicklung im Beutel zu lassen (etwa 1,5 Sekunden); 4. gepumpte Luft tritt in den Beutel ein und fördert Flüssigkeit in den Behälter (etwa 0,7 Sekunden); 5. Wiederholung der Schritte 1 bis 4 drei bis fünfmal bei zeitlicher Verlängerung des letzten Schrittes 4 auf etwa 4 Sekunden.

Nach dem abschließenden Luftstoß (Schritt 4) wird die Luftpumpe (212) endgültig abgeschaltet. Hierauf wird der Beutel über das Ventil (218) belüftet und wird das Solenoid (240) gesteuert. Dieses betätigt den Auslösetrigger (274) und löst dessen Zunge aus der Ausnehmung des Betätigungsbolzens (234). Der Betätigungsbolzen (234) bewegt sich nach oben und das Klinkenlager (232) bewegt sich unter der Wirkung der Feder (257) nach unten. Hierdurch wird die Düse des Beutels vom Ende des Injektors (220) abgezogen. Durch das Anheben des Betätigungsbolzens (234) wird gleichzeitig auch der Nockenarm (278) angehoben, wodurch über die Nockenbahn (282) die Klinkenplatte (280) im Uhrzeigersinn (Fig. 7) verschwenkt wird. Hierdurch wird der Türverriegelungsstift (228) aus der Ausnehmung (284) freigegeben und gelangt die Tür (222) in ihre Offenstellung. Die Rückwand (230) der Tür verbleibt so lange in der aufrechten Stellung, bis die Haken- und Stifteinrichtung (233) wirksam wird. Dabei bilden die Vorderwand (224) und die Rückwand (230) ein Paar leicht geöffneter Backen, zwischen welchen sich der verbrauchte Beutel befindet. Hierauf wird die Türrückwand (230) mit dem übrigen Teil der Tür (222) nach vorne verschwenkt und erfaßt den verbrauchten Beutel, welcher sich mit seiner Düse im Klinkenlagerkanal (286) befindet. Demnach wird durch das Öffnen der Tür der verbrauchte Beutel von der Klinkenlagerung (232) heruntergezogen und fällt der Beutel schräg zur Offhungsbewegung der Tür in den Aufnahmebehälter (250) hinein. Die Schale (246) mit dem Getränk wird entfernt und die Vorrichtung wird zur allfälligen Herstellung eines weiteren Getränkes in Bereitschaft gehalten. Durch die schwenkbar gelagerte Rückwand und das Paar leicht offener Backen für den verbrauchten Beutel wird eine wirkungsvollere Entfernung des Beutels in den Aufnahmebehälter (250) gewährleistet

Obwohl die beschriebene Vorrichtung keine Verkaufsfunktion erfüllt, kann eine solche vorgesehen werden, indem beispielsweise die Beutelabgabestation oder die Wasserabgabestation mit einer münzbetätigten Auslöseeinrichtung gekuppelt wird. Sofeme dies gewünscht wird, kann die Vorrichtung in zahlreichen Arten abgewandelt werden. So kann für die Basis des Beutels eine Schneideinrichtung vorgesehen sein. Zudem können auch Sicherheitsschaltkreise eingebaut werden. Wenn beispielsweise ein Benutzer einen ungeöffneten Beutel einsetzt, dann versucht die Vorrichtung vorerst, in diesen heißes Wasser hineinzudrücken. Die Beutel sind von einer solchen Festigkeit, daß sie dem gewählten Eingangsdruck widerstehen, ohne zu reißen. Es kann jedoch auch ein Drucksensor eingebaut werden, um dies festzustellen und den Abgabetakt im Hinblick auf die Sicherheit nach Bedarf zu beenden. Der Wasserinjektor (220) kann eine verjüngte Öffnung aufweisen, um einen wirksameren Eintritt und Einschnitt in die Beuteldüse sowie die erforderliche Abdichtung mit dieser zu bewirken.

Soferne in der Vorrichtung eine Schneideinrichtung vor dem Einlangen des Beutels an der Wassereinführungsstation vorgesehen ist, kann zwischen der Schneidvorrichtung und den Bestandteilen der Wassereinführungsstation eine Verriegelung vorgesehen sein. Diese stellt sicher, daß die Schneideinrichtung betätigt wird, bevor der Beutel die Station erreicht und vermindert somit jegliche Gefahr, daß ein ungeöffneter Beutel zugeführt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der verbrauchte Beutel ohne ein erneutes Öffnen der Schwenktür (222) in den Aufnahmebehälter (250) für verbrauchte Beutel ausgeworfen. Dabei weist die Tür keine schwenkbar gelagerte Rückwand (230) auf und wird der verbrauchte Beutel aus der durch die Klinkenlagerung (232) vorgesehenen Lagerung mittels eines Mechanismus ausgeworfen.

Die Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß sie Getränte in verschiedenen Stärken abgibt Dies kann nicht nur durch Änderung der Ausbildung der Beutel, durch die Wahl der jeweiligen Art des Aufgußmaterials oder dessen Partikelgröße, sondern auch durch Veränderung des Zeittaktes und der Größe der Teilmenge des wäßrigen Mediums und der Luft bewirkt werden. Um einen starken Kaffee zu bereiten, wie er beispielsweise auf dem europäischen Kontinent bevorzugt wird, wird im Beutel ein feiner gemahlener Kaffee verwendet. Die erste Teilmenge an heißem Wasser wird in ihrem Volumen vergrößert und für eine längere Zeitdauer mit dem Kaffee in Berührung gelassen. Dies bewirkt eine wirksame Benetzung des Kaffeegrundes, wodurch ein stärkeres Kaffeegetränk erzeugt wird.

Zur Erhöhung der Leistung der Vorrichtung können auch andere Einrichtungen vorgesehen sein. Die Leistungsfähigkeit nimmt umsomehr zu, je stärker die das Getränk erzeugenden Partikel während der Erzeugung -6-

AT 392 569 B des Getränkes bewegt werden. Vorzugsweise suspendieren die Teilmengen an wäßrigem Medium im wesentlichen die gesamte aufgußfähige Substanz und setzen sie in Bewegung. Die Bildung eines Filterkuchens kann die Leistungsfähigkeit infolge einer unvollständigen erneuten Suspension vermindern. Eine zusätzliche Bewegung kann dadurch bewirkt werden, daß der Beutel in Schwingungen versetzt wird oder daß er während der Zeitspanne innerhalb jedes Taktes umgekehrt wird, sobald ihm keine Flüssigkeit zugeführt wird. Während einer solchen Pause kann durch den umgekehrten Beutel Luft hindurchgeführt werden, um die Partikel in ständiger Bewegung zu halten. Hierauf wird der Beutel wieder in seine normale Lage gewendet, damit die Flüssigkeit ausgepreßt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend anhand der folgenden Tests und Beispiele erläutert:

Unter Verwendung von 6 g gemahlenem Kaffee guter Qualität, aus denen mit 170 ml Wasser bei 92 °C ein Aufguß erzeugt wurde, wurden mehrere Becher an Kaffeegetränk erzeugt. In jedem Fall wurde das trinkfertige Kaffeegetränk in 20 Sekunden erzeugt

Bei einem ersten Test befand sich der Kaffee im Filterbehälter einer üblichen Kaffeeverkaufsmaschine. Das heiße Wasser wurde während eines 20 Sekunden-Taktes durch die Maschine gefördert. Der Takt lief im wesentlichen in drei Stufen ab: (1) Mischen von Kaffee und Wasser, (2) Aufgießen, (3) Filtrieren.

Bei einem zweiten Test und bei den nachstehenden Beispielen 1 bis 5 befand sich der Kaffee in einem geschlossenen Filterpapier, das in einem Beutel aus im wesentlichen luft- und wasserundurchlässigem Blattmaterial angeordnet war. In die obere Naht des Beutels wurde eine Wassereinführdüse aus Kunststoff dichtend eingesetzt, deren Einlaßkanal von 0,3 cm Durchmesser mit einem dünnen Deckel aus Kunststoff geschlossen war. Der Deckel wurde durch Einführung einer Hohlnadel in den Einlaßkanal der Düse durchstochen. Der Boden des Beutels wurde unterhalb des Filterpapiers abgetrennt, wodurch der gemahlene Kaffee nicht aus dem Beutel austreten konnte. Die Zufuhr von heißem Wasser wurde durch eine Wasserpumpe gesteuert, die zu einem Anschluß eines Dreiwegeventils führte. Der zweite Anschluß des Dreiwegeventils war an eine Luftquelle angeschlossen, wogegen der dritte Anschluß vom Ventil zur Hohlnadel führte. Das Ventil konnte somit zur Steuerung der Zufuhr entweder von heißem Wasser oder von komprimierter Luft in den Beutel verwendet werden.

Beim zweiten Test wurde keine Luft zugeführt und wurden 170 ml heißes Wasser als ein ununterbrochener Strom über eine Zeitdauer von 20 Sekunden durch den Beutel hindurchgepumpt. Beim Beispiel 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden dem Beutel 85 ml Wasser über eine Zeitdauer von 8 Sekunden zugeführt und wurde dann 2 Sekunden lang komprimierte Luft zur Anwendung gebracht Dieser 10 Sekundentakt wurde einmal wiederholt Beim Beispiel 2 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden 42,5 ml Wasser über eine Zeitspanne von 4 Sekunden zugeführt und wurde dann 1 Sekunde lang komprimierte Luft zur Anwendung gebracht Dieser 5 Sekunden-Takt wurde noch dreimal wiederholt

Die Ergebnisse waren wie folgt

Prozentsatz des extrahierten Erzeugnisses

Erster Test 17,5 Zweiter Test 18 Beispiel 1 20 Beispiel 2 23

Der Prozentsatz des extrahierten Erzeugnisses ist durch das Gewicht der extrahierten löslichen Teile x 100 geteilt durch das Gewicht des Kaffees definiert

Bei weiteren Beispielen 3 bis 5 des erfindungsgemäßen Verfahrens kam gemahlener Kaffee einer anderen guten Qualität zur Anwendung.

Nach dem Beispiel 3 wurden in den Beutel 42,5 ml heißes Wasser über eine Zeitdauer von 2,5 Sekunden eingeleitet und wurde anschließend komprimierte Luft für eine Zeitdauer von 2,5 Sekunden zur Anwendung gebracht Dieser 5 Sekundentakt wurde noch dreimal wiederholt

Nach dem Beispiel 4 wurde die Zufuhr von komprimierter Luft durch Dampf bei einem etwas überatmosphärischen Druck ersetzt Es wurden in den Beutel 42,5 ml Wasser über eine Zeitdauer von 25 Sekunden eingeleitet, worauf 2,5 Sekunden lang Dampf zur Anwendung gebracht wurde. Dieser 5 Sekundentakt wurde noch dreimal wiederholt

Nach dem Beispiel 5 wurden in den Beutel 42,5 ml Wasser über eine Zeitdauer von 2,5 Sekunden eingeleitet und wurden dann die Pumpe und das Wasserventil 2 Sekunden lang geschlossen gehalten. Dieser 5 Sekundentakt wurde zweimal wiederholt Eine abschließende vierte Teilmenge an Wasser von 42,5 ml wurde über eine Zeitdauer von 2,5 Sekunden zugegeben, worauf diese durch Anwendung von Druckluft über 2,5 Sekunden aus dem Beutel herausgetrieben wurde. In diesem Beispiel wurde, obwohl etwas von jeder der ersten drei Teilmengen an Wasser durch das Filter und während der Pausenzeit aus dem Beutel herausströmte, der Hauptteil durch die nachfolgende Teilmenge verdrängt Für alle diese Beispiele wurde das Getränk in 20 Sekunden erzeugt. -7-

Claims (7)

1. AT 392 569 B Die Ergebnisse waren wie folgt: PmzftnfsatT: des extrahierten Erzeugnisses Beispiel 3 24,7 Beispiel 4 24,6 Beispiel 5 23,3. Aus diesen Tests und Beispielen ergibt sich, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine wesentlich bessere Extraktion als mit den bekannten Verfahren erzielbar ist. Es ist zudem bemerkenswert, daß bei der Anwendung von Dampf (Beispiel 4) ein Getränk mit einem sehr unterschiedlichen Geschmack gegenüber dem analogen Verfahren ohne Einsatz von Dampf (Beispiel 3) »zeugt wurde. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung eines Aufgußgetränkes durch Brühen ein» aufgußfähigen Substanz, nämlich Kaffee oder Tee, mit einem wäßrigen Medium, wobei sich die aufgußfähige Substanz in einem ein Filter enthaltenden Behälter befindet, welcher vom wäßrigen Medium unter Einwirkung von Druck durchsetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium die aufgußfähige Substanz in einer Mehrzahl von aufeinander folgenden, voneinander getrennten Teilmengen durchsetzt, wobei die jeweiligen Teilmengen zumindest teilweise aus der aufgußfähigen Substanz verdrängt werden, bevor eine folgende Teilmenge eingebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilmenge aus der aufgußfähigen Substanz nahezu vollständig verdrängt wird, bevor die nächstfolgende Teilmenge in die aufgußfähige Substanz eingebracht wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgußfähige Substanz vor dem Brühen benetzt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Netzmittel das wäßrige Medium oder Dampf verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgußfähige Substanz zwischen den Schritten der Einbringung von Teilmengen des wäßrigen Mediums mit einem Gas, insbesondere Luft, oder mit Dampf beaufschlagt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmengen des wäßrigen Mediums aus der aufgußfähigen Substanz durch mechanischen Druck verdrängt werden.
7. 7. Vorfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Brühbehälter während des Aufbrühens mindestens einmal mit dom atmosphärischen Druck belüftet wird. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen -8-