Auf einen Sammelbehälter für Genussmittelauszüge aufsetzbares Filtriergerät Die Erfindung bezieht sich auf ein auf einen Sammel- behälter für Genussmittelauszüge aufsetzbares Filtierge- rät zur Füllung mit wählbaren Mengen brühfertiger Genussmittel und Ausziehflüssigkeit.
Es sind zahlreiche Ausführungen derartiger, kurz als Kaffeefilter bezeichneter Geräte mit Siebböden bekannt. Die Filter weisen einen meistens verwickelten Aufbau auf und bestehen aus einer Reihe von Einzelteilen, die vor Zubereitung des Kaffees zusammengesetzt werden müs sen. Dadurch ist die Handhabung umständlich und zeitraubend. In vielen Fällen ist die wirksame Filterfläche zu klein oder ihre spezifische Belastung zu gross. Soweit grossflächige metallische Teile zur Anwendung kommen, besteht die Möglichkeit, dass das Filtrat einen uner wünschten Beigeschmack annimmt. Darauf dürfte es zurückzuführen sein, dass keine Filter mit fest angeord neten Siebböden aus Metallen oder Kunststoffen im praktischen Gebrauch stehen.
Es sind weiter Filterpatronen bekannt geworden, die aus rohrförmigen Behältern bestehen, deren Mündungen durch Filtersiebe abgeschlossen sind. zwischen denen sich brühfertige Genussmittel also beispielsweise Kaffeepul ver, befinden. Diese Geräte werden in als Durchlaufein- richtungen für heisses Wasser ausgebildete Kaffeemaschi nen eingesetzt. Die Geräte haben den Nachteil, dass es völlig vom Gefühl der Bedienung abhängt, ob der Auszug die gewünschte Stärke hat oder ob es nicht durch zu frühen oder zu späten Abschluss der durch die Patrone durchgeführten Wassermenge zur Herstellung eines zu starken oder zu schwachen Auszuges kommt.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, die Ausbil dung eines Gerätes anzustreben, das den Erfordernissen an einfachem Aufbau, schnelle Handhabung, gute Reini gungsmöglichkeit und Herstellung eines geschmacklich voll befriedigenden Auszuges entspricht.
Das zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagene, auf einen Sammelbehälter für Genussmittelauszüge aufsetz- bares Filtriergerät zur Füllung mit wählbaren Mengen brühfertigen Genussmittels und Ausziehflüssigkeit sowie mit einem Siebboden kennzeichnet sich erfindungsgemäss dadurch, dass dem mit einer Drosselstelle für den Genussmittelauszug versehenen Boden eines einstückigen Behälters aus Kunststoff ein ein Feinstgewebe aufweisen der Siebboden mit einem Abstand vorgeordnet ist, der gleich einem Bruchteil der Wandstärke des Bodenab schlusses ist.
Ordnet man zwischen dem Bodenabschluss des Behälters und der Gewebesiebanordnung Schikanen, beispielsweise in Form von Rippenstücken an, deren Höhe wiederum nur einem Bruchteil der Wandstärke des Abschlussbodens entspricht, wobei der Siebboden auf den dem Behälterhohlraum zugewandten Begrenzungsflä chen der Schikanen aufgelagert ist, so vergrössert sich infolge der rechtwinkeligen Umlenkung des Genussmit- telauszuges nach dem Austritt aus der Genussmittel- schicht und infolge der Anordnung der Schikanen, die Verweilzeit der zum Ausziehen der Aromastoffe des Genussmittels bestimmten Flüssigkeit auf einen Wert,
der zu dem gewünschten Geschmack des Auszuges führt, wobei die weitere, erwünschte Möglichkeit entsteht, die gesamte, zur Herstellung des Auszuges benötigte Aus- ziehflüssigkeitsmenge bei entsprechend ausreichend be messenem Behälter des Filtiergerätes als Ganzes einfüh ren zu können, so dass das bisher übliche Überbrühen des Kaffeemehls mit kleinen, beispielsweise löffelweise zugeführten Ausziehflüssigkeitsmengen wegfällt. Da durch werden Zeit und Arbeit gespart, ohne dass die Güte des Auszuges leidet.
Die vorgeschlagene Ausbildung des Filtriergerätes ermöglicht es, dessen Behälter eine Grösse zu geben, bei der die Aufnahmevolumina sowohl für die eingeführte Genussmittelmenge als auch für die zur Herstellung des Auszuges dienende Flüssigkeitsmenge bei einmaliger Fül lung des Behälters und unter Zugrundelegung eines mittleren Gehaltes des Genussmittelauszuges an extra hierten Stoffen so aufeinander abgestimmt sind, dass die Flüssigkeitsmenge nicht mehr in einzelnen Portionen, sondern mittels einer einzigen Einführbewegung, also in einem Guss, einbringbar ist, ohne dass die Güte des Auszuges leidet.
Die mit Papiereinsätzen versehenen Filtertrichter üb licher Grösse haben demgegenüber ein so kleines Auf nahmevolumen, dass die Hausfrau zum portionsweisen Einguss des Brühwassers gezwungen ist. Die Güte des Auszuges ist aber weniger abhängig von der portionswei- sen Auslagung des Kaffeepulvers, als vielmehr von der Berührungsdauer des Brühwassers mit den feinen Parti keln des Kaffeemehls. Diese sogenannte Verweilzeit kann man aber mühelos auf die benötigten Werte bringen, indem man den Abfluss des Auszuges drosselt.
Eine solche Drosselung tritt infolge der rechtwinkli gen Umlenkung des Auszuges in den Raum ein, der sich zwischen Siebboden und Bodenabschluss des Behäl ters befindet, da dieser Raum mittels Bemessung des Abstandes zwischen Sieb- und Behälterboden auf ein Kleinstmass mit einem diesem kleinstmöglichen Abstand entsprechenden Volumen beschränkt ist.
Hierdurch wird nämlich infolge der stromauf eintretenden Wirkungen der Umlenkung und der damit hervorgerufenen Abbrem- sung der in Schwerkraftrichtung auftretenden Strömung eine Vorstauung erreicht, die dazu führt, dass Fein- und Feinstpartikel des Kaffeemehles nicht bei der Strömung durch die Maschen des Gewebesiebes mit- oder durchge rissen werden. Es kommt also zur Ausbildung eines kaum getrübten Vorlaufes und damit eines insgesamt klaren Auszuges, wie das allgemein verlangt wird.
Die erreichbaren, günstigen Wirkungen können noch dadurch verbessert werden, dass der Behälterboden als Träger von Schikanen ausgebildet ist, die zu einer weiteren Verlangsamung der Strömung und zur vergrös- serten Vorstauung des Vorlaufes führen. Schikanen die ser Art können beispielsweise aus geeignet angeordneten und ausgebildeten Rippenstücken bestehen, die den wei teren Vorzug haben, dass ihre oberen, zweckmässig ab gerundeten Begrenzungsflächen als Stützen für dasmikro- feine Maschengrössen aufweisende Siebgewebe zu dienen vermögen.
Es ist zweckmässig, wenn das Siebgewebe längs seines Randes fest eingespannt ist. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass bei einstückiger Ausbil dung des Behälters das Gewebe nachträglich durch Schweissung an der peripheren Randzone befestigt wird. Erfolgt eine derartige Verschweissung, so ist es vorteil haft. am Bodenstück einen Randwulst mit ebener Aufla- gerfläche auszubilden, so dass der auf den Wulst aufgela gerte Siebboden zu einer zuverlässigen Festlegung und Verbindung des letzteren mit dem Behälter führt.
Eine bisher nicht voll erkannte, aber besonders grosse Bedeutung kommt der Wahl des zu verwendenden Filter metallgewebes zu. Während es bei Filtern mit Bodenver- schluss im wesentlichen unerheblich ist, ob gelochte Siebbleche oder verhältnismässig grobe Filtermetallgewe- be Anwendung finden, da bei geschlossenem Ablauf die Bildung eines Filterkuchens gewährleistet ist, der zu verhältnismässig klaren Auszügen führt, kommt es bei Durchlauffiltern darauf an,
aus dem stark wirbelnden Gemisch aus Kaffeemehl un Brühwasser auch die feine ren Mehlpartikel bei der Filtrierung zu erfassen und zurückzuhalten, zumal die Möglichkeit besteht, dass hochgewirbelte Kaffeepartikel Korngrösse besitzen, die teilweise grösser oder kleiner ist, als die freien Maschen querschnitte, womit die Partikel kleinerer Korngrösse in die Maschen eindringen. dort aber hängen bleiben, womit es zu einer Verstopfung des Siebes kommt. Es ist daher zweckmässig, eine möglichst grosse Feinheit derartiger Siebgewebe zu benutzen, um diese störenden Erscheinun gen zu beseitigen.
Jedoch sind im Schrifttum nur sehr spärliche Anga ben über die in Betracht kommenden Feinsiebe zu finden. weil systematische Versuche dieser Art bisher nicht durchgeführt wurden. In Verbindung mit Mehrsieb anordnungen aus Nylongaze ist die Normgrösse 80 genannt worden, wobei Körper-Gewebefäden von 0.13 bis 0,15 mm Anwendung finden sollen. Jedoch haben die erwähnten, systematischen Versuche ergeben, dass derar tige Siebe viel zu grob sind, als dass es möglich wäre, den gestellten Anforderun.izen zu entsprechen. Vorzugsweise gelangen mikrofeine Gewebe der Siebnorm 250 bis 350 mit einer lichten Maschenweite von unter . höchstens 0,08 mm zweckmässig unter 0,05 mm zur An wendung.
Die die Ablaufmenge des Auszuges pro Zeiteinheit bestimmende Düse soll einen lichten Durch messer von 2 bis 4 mm nicht überschreiten, so dass die je Zeiteinheit ablaufende Menge des Filtrates allenfalls ein Zehntel des Auslaufvolumens beträgt, das auftreten würde, wenn das Filtriergerät einen grossen Ablaufquer schnitt hätte.
Auch die Art des Werkstoffes ist von Bedeutung. So wurde bei einer systematischen Untersuchung mannigfal tiger Gewebearten aus Metallen die Feststellung gemacht, dass sich Gewebe aus rostfreiem Stahl überraschender weise weit weniger verstopfen als dies bei Kaffeesieben aus bisher benutzten Geweben, beispielsweise aus Phos phorbronze oder Eisendraht oder Kunststoffen (Nylon) der Fall ist. Entscheidend für die Verwendung von Mikrogeweben aus rostfreiem Stahl war die weitere Feststellung, dass dann die Adhäsionskräfte zwischen Metall und den Genussmittelpartikeln völlig unerwartet so klein werden, dass trotz der geringen Maschengrösse kaum eine Verstopfung des Siebgewebes zu beobachten ist.
Die Zeichnung gibt eine beispielsweise dargestellte Ausführungsform der Erfindung im Schnitt durch ein einstückiges Filtergerät wieder.
Es bezeichnet 1 das zur Aufnahme des Brühwassers bestimmte Gefäss, das, entsprechend der Darstellung auf der linken Seite, aus beliebigen Stoffen, darunter Klar glas, Milchglas, Porzellan, Steingut usw. oder, wie die rechte Hälfte der Fig.l andeutet, aus Kunststoffen, vorzugsweise opaken Kunststoffen, besteht, wobei bei Verwendung von Glas eine feuerfeste Ausbildung dessel ben zu bevorzugen ist. Gehandhabt wird das Gefäss 1 mittels des Handgriffes 2. Das Bodenstück 3 des Gefässes besitzt die zweckmässig kalibrierte Düse 4, deren Quer schnitt so eingestellt ist, dass es beim Durchlauf des Auszuges zur Drosselung der Ausflussmenge kommt.
Damit wird die Verweilzeit des Brühwassers im Gefäss bestimmbar. Auf der der Gefässöffnung zugewandten Oberfläche ist Bodenstück 3 mit Rippenstücken 5 besetzt, die eine Schikanewirkung erzielen. Die Rippen 5 dienen gleichzeitig zur Abstützung des aus feinstem Metallgewe be bestehenden Auflagersiebes 6 für das Kaffeemehl. An der Unterseite des Bodenstückes 3 befindet sich ein Kragenansatz 7, der zur Sicherung gegen seitliche Ver schiebungen beim Aufsetzen auf das Auffanggefäss dient.
Die Zeichnung lässt weiter erkennen, dass die Höhe der Rippen 5 und damit der Abstand zwischen der Abschlussebene 8 des Bodenstückes 3 und dem Siebge webe 6 so klein ist, dass es in den sehr niedrigen Filtratraum 9 zu einer rechtwinkligen Umlenkung der Flüssigkeit kommt, die der Auslassdüse 4 in radialer Richtung zuströmt. Dadurch wird die in Schwerkraftrich tung auftretende Sinkgeschwindigkeit feiner und feinster Kaffeepartikel so abgebremst, dass selbst Partikel, die auch durch die Maschen durchtreten könnten, unter Berücksichtigung des Strömungswiderstandes zurückblei- ben, zumal der gesamte Ablauf des Auszuges durch die Düse 4 stark gedrosselt ist.
Es kommt somit zu einer Vorstauung des Filtrates in den Raum 9 und in den stromauf gelegenen, unteren Abschnitten des Gefässes. Dadurch entsteht ein ziemlich klarer Vorlauf, so dass der insgesamt hergestellte Auszug keine festen Schwebestoffe enthält, die die Neigung zur Satzbildung im bereits hargestellten Auszug aufweisen würden. Als besonderer Vorteil dieses Vorgehens wird damit gleichzeitig erzielt, dass das Feinstgewebe auch bei längerer Gebrauchsdauer nicht oder nur sehr wenig verstopft wird. Diese Tatsache ist aber von entscheidender Bedeutung für den prakti schen Gebrauch des Kaffeefilters.
Denn es ist bekannt, dass sich diese feinen, verstopften Gewebe nur sehr schwer reinigen lassen und dies ist der hauptsächliche Grund, weshalb Kaffeefilter dieser Art sich bisher nicht einführen konnten.
Wie die Zeichnung weiter erkennen lässt, nimmt das Feinsieb 6 den gesamten lichten Querschnitt des Gefässes 1 ein und das Gefäss selbst ist mit dem gleichen Querschnitt über seine gesamte Höhe ausgeführt. Die spezifische Flächenbelastung des Filtersiebes ist also optimal klein und dadurch kann man, bei mittleren Anforderungen an den Extraktgehalt des hergestellten Auszuges auf den Siebboden 6 eine solche Menge des Genussmittelmehles aufschütten, dass das Aufnahmever mögen des Behälters 1 ausreicht, das zur Herstellung des Kaffees erforderliche Volumen an Brühwasser aufzuneh men und vor allem mit einem einzigen Einguss in den Behälter 1.
Die Güte des Auszuges hängt nämlich hauptsächlich von der Berührungszeit zwischen Brühwas- ser und Genussmittel ab, wobei eine obere Grenze auftritt, die mit Rücksicht auf Güte und Temperatur des Auszuges eingehalten werden sollte. Durch entsprechen de Bemessung des Querschnittes der Düse 4 und des Volumens des Raumes 9 sind die Bedingungen verwirk- lichbar, bei deren Einhaltung es gelingt, eine Güte des Auszuges zu erzielen, die bisher bei Filtriereinrichtungen unerreichbar war, bei denen die Siebböden aus Metall bestanden.
Die Zeichnung lässt weiter erkennen, dass der Behäl ter 1 und Bodenstück 3 einstückig ausgestaltet ist und dass der Siebboden 6 in seinem Randbereich auf dem schmalen Rand 14 z.B. durch Einschweissen befestigt ist. Dadurch wird in Verbindung mit der Abstützung auf den oberen Kappen der Rippen 5 erreicht, dass der Siebbo den 6 sich auch unter dem statischen Druck in grösserer Menge eingegossenen Brühwassers nicht verformen oder verwerfen kann und seine ebene Lage behält, so dass der Raum 9 sich nicht verändert. Der in der Zeichnung dargestellte Abstand 10 ist aus Gründen der besseren Veranschaulichung grösser dargestellt worden. In Wirk lichkeit ist der Abstand 10 kleiner.
Als Werkstoff für das mikrofeine Sieb mit einer lichten Maschenweite von unter 0,05 mm dient nichtros- tender Stahl, wie er hauptsächlich in Form mit Chrom und Nickel legierter Stähle auf dem Markt ist.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die an sich offene Mündung des Behälterhohlraumes durch einen gut schliessenden Deckel nach der Einbringung des Genuss- mittels zu verschliessen und sie durch Entfernen des Deckels zwecks Eingiessens des Brühmittels (kochenden Wassers) kurzzeitig zu öffenen. Dadurch bleibt das Aroma des Genussmittels einerseits erhalten, während nach Eingiessen des Brühmittels ein beim Ablauf des Brühmittels im Behälter entstehenden,
allerdings sehr kleiner Unterdruck die Austrittsgeschwindigkeit des Aus zuges vermindert und damit die Verweilzeit erhöht.