CH670369A5

CH670369A5 -

Info

Publication number: CH670369A5
Application number: CH247886A
Authority: CH
Inventors: Heinz Rudloff; Winfried Roeder; Herbert Heinz; Guenter Jurichs
Original assignee: Wohn & Freizeitbedarf Veb
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1986-06-19
Publication date: 1989-06-15
Also published as: DE3620292C2; DD259079A3; DE3620292A1; NL8601482A

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zubereitung von Filterkaffee und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens in der Form einer Druckkaffeemaschine, wie sie insbesondere zur Herstellung einer grösseren Menge von Filterkaffee in der Gastronomie, in Grossküchen und Kantinen dienen. The invention relates to a method for preparing filter coffee and a device for carrying out this method in the form of a pressure coffee machine, as they are used in particular for the production of a larger amount of filter coffee in the catering trade, in large kitchens and canteens.

Bisher ist die Herstellung grosser Mengen von Filterkaffee noch ungenügend gelöst. In der DE-PS 2 755 014 wird nachgewiesen, dass bereits bei der Filterung von mehr als 6 Tassen eine ungenügende Auslaugung des Kaffeepulvers erfolgt. Aus Untersuchungen des Filtervorganges ist bekannt, dass bei einer grossen Menge von Kaffeepulver nicht mehr jedes Kaffeekorn gleichermassen vom Wasser extrahiert wird, da sich im Kaffeepulver Durchströmungskanäle ausbilden, durch die das Wasser ohne Extraktionswirkung ab-fliesst. Um eine bessere Durchströmung des Kaffeepulvers zu erreichen, wird bei grösseren Mengen eine grobe Mahlung des Kaffeepulvers vorgeschrieben und das Brühwasser unter Druck durch den Filter gepresst. Durch eine grobe Mahlung sinkt jedoch die Extraktionsausbeute, die umso höher ist, je feiner der Kaffee gemahlen ist. Durch die Anwendung von Druck wird das Kaffeepulver im Filter stark zusammengepresst, wodurch die Ausbildung von Kanälen im Filtergut begünstigt wird. Da der Filterwiderstand und der Druck auch von der Mahlfeinheit des Kaffeepulvers abhängt, wird bei grösserer Mahlfeinheit eine Steigerung der Extraktionsausbeute nicht erreicht und ein nur ungenügender Geschmack des Kaffeegetränkes erzielt. So far, the production of large quantities of filter coffee has not been adequately solved. DE-PS 2 755 014 proves that insufficient filtering of the coffee powder takes place even when filtering more than 6 cups. From studies of the filtering process it is known that with a large amount of coffee powder, not every coffee grain is extracted equally from the water, since through-flow channels are formed in the coffee powder through which the water flows off without an extraction effect. In order to achieve a better flow through the coffee powder, a coarse grinding of the coffee powder is prescribed for larger quantities and the brewing water is pressed through the filter under pressure. A coarse grinding, however, reduces the extraction yield, which is higher the finer the coffee is ground. By applying pressure, the coffee powder is strongly compressed in the filter, which favors the formation of channels in the filter material. Since the filter resistance and the pressure also depend on the fineness of the coffee powder, an increase in the extraction yield is not achieved with a greater fineness and an insufficient taste of the coffee beverage is achieved.

In der DE-OS 2 647 342 wird eine Kaffeemaschine beschrieben, bei welcher in einem Dosierbehälter heisses Wasser eingefüllt wird, welches durch eine gesonderte Dampfdruckquelle durch den Filter gepresst wird. Obwohl der Dampfdruck im wesentlichen konstant gehalten werden kann, ist ein Zusammenpressen des Filtergutes nicht zu verhindern. Bekannt ist auch die Zubereitung von Filterkaffee nach dem Intervallbrühverfahren. DE-OS 2 647 342 describes a coffee machine in which hot water is poured into a dosing container and is pressed through the filter by a separate steam pressure source. Although the vapor pressure can be kept essentially constant, the filter material cannot be pressed together. The preparation of filter coffee using the interval brewing method is also known.

Die CH-PS 457 759 beschreibt eine Kaffeemaschine, bei welcher in Intervallen eine Kaltwasserdosierung vorgenommen wird und die Extraktion in einem offenen Sickerfilter erfolgt. Durch das Erhitzen kleinerer Wassermengen werden jedoch die im Kaffeefilter auftretenden Probleme einer ungenügenden Auslaugung nicht beseitigt. CH-PS 457 759 describes a coffee machine in which a cold water metering is carried out at intervals and the extraction takes place in an open seepage filter. However, heating smaller amounts of water does not eliminate the problems of insufficient leaching that occur in the coffee filter.

Eine Kaffeemaschine mit Intervallbrühung wird auch in der DE-OS 3 205 719 beschrieben. Durch Verkleinerung des A coffee machine with interval brewing is also described in DE-OS 3 205 719. By reducing the

Wassererhitzungskessels wird die Baugrösse der Kaffeemaschine reduziert und die Dosierung verbessert. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist derart, dass durch den beim Erhitzen des Brühwassers entstehenden Dampfdruck das Brühwasser vollständig durch den Druckfilter gepresst wird. Dies wird dadurch gewährleistet, dass die Heizspirale im Dosierbehälter angeordnet ist und erst abgeschaltet wird, wenn sämtliches Brühwasser ausgelaufen ist. Die freiliegenden Heizspiralen entwickeln eine grosse Menge Dampf und überhitzen sich stark, so dass beim erneuten Einfliessen von Frischwasser an der überhitzten Heizung weiterer Dampf entsteht, der das Filtergut austrocknet. Dieser bei Haushaltmaschinen erwünschte Effekt, welcher ein Nachtropfen des Filters verhindert, hat den Nachteil, dass dadurch das Kaffeepulver im Filter stark zusammengepresst wird. Bei den nachfolgenden Intervallen erhöht sich damit zwangsläufig der Filterdruck und der Siedepunkt des Wassers. Water heating boiler reduces the size of the coffee machine and improves the dosage. The operation of the device is such that the steam pressure which is generated when the brewing water is heated completely presses the brewing water through the pressure filter. This is ensured by the fact that the heating coil is arranged in the dosing tank and is only switched off when all the brewing water has run out. The exposed heating coils develop a large amount of steam and overheat to a great extent, so that when fresh water flows in again at the overheated heating, further steam is generated, which dries out the filter material. This desired effect in household machines, which prevents the filter from dripping, has the disadvantage that the coffee powder in the filter is strongly compressed as a result. At the subsequent intervals, the filter pressure and the boiling point of the water inevitably increase.

In der Folge werden, wie bekannt, durch die Ausbildung von Strömungskanälen im Filtergut nur noch wenige Teile des Kaffeepulvers ausreichend extrahiert. Mit der Erhöhung des Siedepunktes erhöht sich der Energieverbrauch und die Brühtemperatur. Durch die unzulässige Erhöhung der Brühtemperatur wird der Geschmack des Kaffeegetränkes erheblich durch Bitter- und Gerbstoffe verschlechtert. As a result, as is known, only a few parts of the coffee powder are sufficiently extracted through the formation of flow channels in the filter material. As the boiling point increases, the energy consumption and the brewing temperature increase. Due to the impermissible increase in the brewing temperature, the taste of the coffee beverage is considerably deteriorated by bitter and tannins.

Mit der Erfindung wird eine Verbesserung des Geschmacks von Filterkaffee bezweckt. Durch eine Verbesserung des Filtervorgangs soll eine gleichmässige Extraktion des Kaffeepulvers und damit eine Erhöhung des Extraktionsgrades gegenüber bekannten Kaffeemaschinen erzielt werden. Unerwünschte hohe Brühtemperaturen sollen verhindert und dadurch die verstärkte Auslaugung von Bitterund Gerbstoffen vermieden und der Energieverbrauch gesenkt werden. The invention aims to improve the taste of filter coffee. An improvement in the filtering process is intended to achieve a uniform extraction of the coffee powder and thus an increase in the degree of extraction compared to known coffee machines. Unwanted high brewing temperatures are to be avoided, thereby avoiding the increased leaching of bitter and tannins and reducing energy consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Filterwiderstand im Kaffeefilter zu verringern und alle Teile des Kaffeepulvers gleichmässig mit dem Brühwasser in Kontakt zu bringen. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch ein Intervallbrühverfahren gelöst, bei dem zwischen den Intervallen in einem Wasserkessel durch Abkühlung eines Luftvolumens ein Unterdruck erzeugt und durch Ansaugen von Luft das Kaffeepulver in einem Filter aufgelockert und aufgewirbelt wird. Vorteilhaft wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren das Brühwasser im Wasserkessel erhitzt und durch den Dampfdruck, der durch Erwärmung des Wassers erzeugt wird, über eine Steigleitung durch den Filter gedrückt. Zweckmässig wird nur soviel Brühwasser ausgetrieben, dass die Heizung ständig mit Brühwasser bedeckt bleibt und eine nur geringe Menge Dampf entwickelt, der gerade ausreicht, den Wasserkessel bis zur Unterkante des Steigrohres zu entleeren, ohne das Brühwasser, wie üblich, vollständig durch den Kaffeefilter zu pressen. The invention has for its object to reduce the filter resistance in the coffee filter and to bring all parts of the coffee powder evenly into contact with the brewing water. According to the invention, the object is achieved by an interval brewing method in which a vacuum is generated between the intervals in a kettle by cooling an air volume, and the coffee powder is loosened and whirled up in a filter by sucking in air. In the method according to the invention, the brewing water is advantageously heated in the water boiler and pressed through the filter by the vapor pressure generated by heating the water via a riser. Expediently, only so much brewing water is expelled that the heating is constantly covered with brewing water and only a small amount of steam is developed, which is just sufficient to empty the kettle to the bottom edge of the riser pipe, without, as usual, completely pressing the brewing water through the coffee filter .

Nach Beendigung der Intervallbrühung kann das Luftvolumen durch Einspritzen von kaltem Wasser aufgrund des Gay-Lussacischen Gasgesetzes schlagartig verringert und in dem Wasserdruckkessel ein Unterdruck erzeugt werden, der sich über das Steigrohr bis zum Filter hin fortpflanzt und das Kaffeepulver-Wasser-Gemisch ansaugt, wobei das Kaffeepulver aufgelockert und aufgewirbelt wird. Dadurch verringert sich der Filterwiderstand erheblich und alle Teile des Kaffeepulvers können gleichmässig mit dem Brühwasser in Berührung gebracht werden. After the end of the interval brewing, the air volume can be suddenly reduced by injecting cold water due to the Gay-Lussacian gas law and a negative pressure can be generated in the water pressure boiler, which propagates through the riser pipe to the filter and sucks in the coffee powder-water mixture, whereby Coffee powder is loosened and whirled up. This significantly reduces the filter resistance and all parts of the coffee powder can be evenly brought into contact with the brewing water.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Merkmale des Patentanspruches 2 gekennzeichnet. Der Wassererhitzungskessel ist zweckmässig mit einem Dosier- und einem Wassererhitzungsabteil versehen, wobei im Dosierbereich eine Steigrohrleitung und im unteren Teil eine Tauchsiederheizung angeordnet sein kann. Das Dosiervolumen wird zweckmässig durch einen oberen The inventive device for performing the method is characterized by the features of claim 2. The water heating boiler is expediently provided with a metering and a water heating compartment, with a riser pipe in the metering area and an immersion heater in the lower part. The dosing volume is appropriately determined by an upper one

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Niveauschalter und die Unterkante der Steigrohrleitung begrenzt. Vorteilhaft ist die Anordnung der Heizung unterhalb der Steigrohrleitung. In Höhe der Unterkante des Steigrohres kann ein zweiter Niveauschalter angeordnet sein, welcher mit dem Auslaufen des Brühwassers die Heizung abschaltet, wodurch eine weitere Wärmezufuhr unterbleibt und die Dampfbildung sofort beendet ist. Wenn zugleich das Elektromagnetventil einer Kaltwasserleitung geöffnet wird und kaltes Wasser unter Druck in den erhitzten Wasserkessel ein-fliesst, kondensiert der restliche Dampf und der Dampfdruck wird aufgehoben, wodurch im Kaffeefilter eine Restwassermenge verbleibt, welche nicht unmittelbar wegen des fehlenden Druckes abfliessen kann. Level switch and the lower edge of the riser pipe limited. The arrangement of the heating beneath the riser pipe is advantageous. At the level of the lower edge of the riser pipe, a second level switch can be arranged, which switches off the heating when the brewing water runs out, as a result of which further heat supply is stopped and the steam formation is immediately ended. If at the same time the solenoid valve of a cold water pipe is opened and cold water flows under pressure into the heated water boiler, the remaining steam condenses and the steam pressure is released, which means that a residual amount of water remains in the coffee filter, which cannot flow away immediately due to the lack of pressure.

Durch weiteres einfliessendes Kaltwasser kann das erhitzte Luftvolumen schlagartig verringert und das im Kaffeefilter enthaltene Wasser-Kaffeepulver-Gemisch durch Unterdruck angesaugt werden. By means of further incoming cold water, the heated air volume can be abruptly reduced and the water-coffee powder mixture contained in the coffee filter can be sucked in by negative pressure.

Vorteilhaft ist, dass mit der Beendigung des Füllvorganges ein Druckausgleich auftritt und das Kaffeepulver im Filter aufgelockert wird. Durch die Verringerung des Filterwiderstandes und die Durchwirbelung des Kaffeepulvers kann gegenüber bekannten Kaffeemaschinen die Extraktionsaus-beute wesentlich erhöht und gleichzeitig der Anteil der Gerbund Bitterstoffe gesenkt werden. Dadurch ist eine Verbesserung des Geschmackes des Kaffeegetränkes bzw. bei Beibehaltung des Geschmacksniveaus eine Einsparung an Filterkaffee möglich. Mit der Begrenzung der Brühtemperatur kann die Dampfbildung gering gehalten und der Energieverbrauch gesenkt werden. It is advantageous that a pressure equalization occurs when the filling process is completed and the coffee powder in the filter is loosened. By reducing the filter resistance and swirling the coffee powder, the extraction yield compared to known coffee machines can be increased significantly and at the same time the proportion of tannins and bitter substances can be reduced. This makes it possible to improve the taste of the coffee beverage or to save filter coffee while maintaining the taste level. By limiting the brewing temperature, steam formation can be kept low and energy consumption reduced.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Kaffeemaschine als erfindungsgemäss gestaltete Vorrichtung in sche-matischer Darstellung. Die nachstehend auch als Filterkaffeemaschine bezeichnete Vorrichtung besteht aus einem druckfesten Wasserkessel 1, in dessen oberem Teil ein Steigrohr, welches aus einem Hüllrohr 2 und einem Überlaufrohr 3 gebildet wird, angeordnet ist, einem Druckfilter 4 und einer im unteren Teil des Wasserkessels 1 angeordneten Heizung 5. Der Wasserkessel 1 ist mit einer Zulaufleitung 6 an ein Wasserleitungsnetz anschliessbar, wobei der Zulauf des Kaltwassers mittels eines Elektromagnetventils 7 gesteuert wird. Kommunizierend mit dem Wasserkessel 1 ist ein Behälter 10 mit einer oberen Wasserstandselektrode 8 und einer unteren Elektrode 9 verbunden. Durch den Abstand zwischen der oberen Wasserstandselektrode 8 und der Unterkante des Hüllrohres 2 wird das Dosiervolumen von vorzugsweise 1 bis 2 Tassen festgelegt. In Höhe der Unterkante des Hüllrohres 2 und oberhalb der Heizung 5 ist die untere Elektrode 9 angeordnet. Diese ist mit einer elektronischen Steuerung für eine Intervallbrühung, der Heizung 5 und mit dem Elektromagnetventil 7 derart verbunden, dass die Heizung 5 abgeschaltet wird, wenn in Abhängigkeit des Dampfdruckes das Brühwasser ausgeflossen ist und neues Kaltwasser nachfliesst, wodurch eine weitere Dampfbildung ausgeschlossen ist. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. The drawing shows a coffee machine as a device designed according to the invention in a schematic representation. The device also referred to below as a filter coffee machine consists of a pressure-resistant water boiler 1, in the upper part of which a riser pipe, which is formed from a cladding tube 2 and an overflow pipe 3, is arranged, a pressure filter 4 and a heater 5 arranged in the lower part of the water boiler 1 The water boiler 1 can be connected to a water supply network by means of an inlet line 6, the inlet of the cold water being controlled by means of an electromagnetic valve 7. A container 10 with an upper water level electrode 8 and a lower electrode 9 is connected in communication with the water boiler 1. The dosing volume of preferably 1 to 2 cups is determined by the distance between the upper water level electrode 8 and the lower edge of the cladding tube 2. The lower electrode 9 is arranged at the level of the lower edge of the cladding tube 2 and above the heater 5. This is connected to an electronic control for interval brewing, the heater 5 and to the solenoid valve 7 in such a way that the heater 5 is switched off when, depending on the steam pressure, the brewing water has flowed out and new cold water is flowing in, which prevents further steam formation.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren zur Zubereitung von Filterkaffee wird der Kaffee in Intervallen gebrüht und zwischen den Intervallen das Kaffeepulver im Druckfilter aufgelockert. Die gesamte Kaffeemenge wird feinkörnig in den Drückfilter eingebracht und durch das erhitzte Brühwasser extrahiert. Wenn der tiefste Wasserstand erreicht ist, wird durch die Elektrode 9 die Heizung 5 ausgeschaltet. Die Heizung 5 befindet sich vollständig im Wasser und besitzt demzufolge eine Temperatur von etwa 100 C, da im Wasser eine Temperaturerhöhung über den Siedepunkt hinaus nicht möglich ist. Mit dem Abschalten der Heizung erfolgt eine sofortige Unterbrechung der Dampfbildung, damit das Brühwasser im Kaffeefilter 4 nicht restlos durchgepresst wird. Zugleich mit dem Abschalten der Heizung 5 wird das Elektromagnetventil 7 geöffnet und kaltes Wasser eingelassen. Durch das kalte Wasser wird der Restdruck durch Kondensation des Wasserdampfes aufgehoben und die Kaffeemaschine drucklos, bevor das Brühwasser vollständig durch den Kaffeefilter 4 gedrückt wurde. Bei weiterer Zufuhr von kaltem Wasser wird die erhitzte Luft im Wasserkessel 1 abgekühlt, wobei die Volumenkontraktion des Gases aufgrund des Gay-Lussacschen Gasgesetzes schneller von statten geht, als durch das zufliessende Wasser die Luft verdrängt wird. Damit wird ein Unterdruck erzeugt und Luft über das Steigrohr und dem Filter 4 angesaugt, wodurch das Kaffeepulver aufgelockert, aufgewirbelt und intensiv mit dem Brühwasser durchmischt wird. Dadurch wird der Filterwiderstand erheblich verringert, wodurch eine Überhitzung des Brühwassers vermieden wird. Bei einem Überdruck von 2,5 kg/cm2 des Sicherheitsventils beträgt der tatsächliche Siedepunkt bereits 125 CC. Dadurch werden vor allem Bitter- und Gerbstoffe extrahiert und höhere Energiekosten erforderlich. According to the method according to the invention for the preparation of filter coffee, the coffee is brewed at intervals and the coffee powder in the pressure filter is loosened between the intervals. The entire amount of coffee is poured into the pressure filter and extracted through the heated brewing water. When the lowest water level is reached, the heater 5 is switched off by the electrode 9. The heater 5 is completely in the water and consequently has a temperature of approximately 100 ° C., since it is not possible to increase the temperature above the boiling point in the water. When the heating is switched off there is an immediate interruption in the formation of steam so that the brewing water in the coffee filter 4 is not completely pressed through. At the same time as the heater 5 is switched off, the electromagnetic valve 7 is opened and cold water is let in. Due to the cold water, the residual pressure is released by condensation of the water vapor and the coffee machine is depressurized before the brewing water has been pressed completely through the coffee filter 4. With further supply of cold water, the heated air is cooled in the kettle 1, whereby the volume contraction of the gas takes place faster due to the Gay-Lussac gas law than the air is displaced by the inflowing water. This creates a vacuum and air is sucked in through the riser pipe and the filter 4, whereby the coffee powder is loosened, whirled up and mixed intensively with the brewing water. This significantly reduces the filter resistance, which prevents overheating of the brewing water. With an excess pressure of 2.5 kg / cm2 of the safety valve, the actual boiling point is already 125 CC. This primarily extracts bitter and tannins and necessitates higher energy costs.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

670 369 2 PATENT CLAIMS

1. Process for the preparation of filter coffee by interval brewing, characterized in that a vacuum is generated between the intervals in a water boiler (1) by cooling an air volume and the coffee powder is loosened and whirled up in a filter (4) by sucking in air.

2. Device for performing the method according to claim 1 in the form of a pressure coffee machine with a riser pipe (2/3) and metering electrodes, characterized in that in a water boiler (1) a constantly covered with water heater (5) and above the heater (5) an upper water level electrode (8) determining the dosing range and the riser pipe (2/3) and a lower electrode (9) are arranged at the level of the lower edge of the riser pipe (2/3), the lower electrode (9) having an electronic one Control for the interval brewing, with the heater (5) and with an electromagnetic valve (7) is connected in such a way that the electromagnetic valve (7) is opened when the heater (5) is switched off.