CN101683238B - 多功能饮料萃取装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能饮料萃取装置及其应用，该多功能饮料萃取装置包括外容器和内容器，内容器置于外容器内，外容器与内容器间活动套接，外容器包括封闭的底面，内容器底面设有底面滤网，内容器内腔由中间滤网或多孔挡板分隔为上空腔和下空腔，外容器的侧壁与内容器的侧壁间设有机械密封装置。本发明的装置可用于咖啡、茶水，饮用水等多种饮料的萃取或过滤。
Description
多功能饮料萃取装置及其应用
技术领域
[0001] 本发明涉及饮料制备装置及其应用，尤其涉及一种多功能饮料萃取装置，可用 于咖啡、茶水等多种饮料的萃取或过滤。
背景技术
[0002] Espresso全球公认的最佳萃取要求是：8_9Par的压力，93摄氏度左右的水温， 20-25秒左右的萃取时间。但是，目前国际及国内市场现有的（非电动）咖啡壶和萃取器 具产品，都无法做到完全符合最佳公认的萃取要求，也无法实现三种萃取方法任意转换 选择，更不能作为其他用途。
[0003] 摩卡壶又称拿波里壶：1903年由意大利的比尔来第（Bialetti)公司开始大量制造 与销售。摩卡壶由上壶、滤网与下壶组成。水置于下壶，咖啡粉在中的滤网里，当下壶 受热后，产生水蒸气，形成一定的压力，将热水往上推挤，经过咖啡粉与壶中的细管， 碰到壶盖之后，便落在上壶里，形成咖啡液体。由于形成一定的气压，所以属于高压式 煮法，也称做手工的浓缩咖啡（Manual Espresso)。摩卡壶采用密封下壶加热至水沸腾而 产生压力，所以具有如下缺陷：
[0004] 1)萃取水温过高（密封状态下水的沸点超过100摄氏度），而咖啡萃取的最佳温 度在85-94摄氏度之间。所以依靠在密封状态下沸腾而萃取的形式，水温过高而产生萃 取过度是摩卡壶不可改变的缺陷之一。
[0005] 2)由于是依靠水在沸腾之后产生的压力来萃取，所以在萃取过程中压力的大小 和持续的时间都无法控制。
[0006] 3)由于依靠下壶加热至水沸腾而产生压力，所以在考虑安全系数和产品成本的 前提下，下壶没有作为锅炉设计，只是简单的加有安全阀的密封加热装置。所以，产生 的压力非常小。根本达不到Espresso理想的8_12Bar。
[0007] 4)必须依靠明火或电加热装置加热才能工作。使用条件和便携性受到限制。
[0008] 5)由于下壶处于密封加热状态下，所以有安全性的问题。
[0009] 6)萃取方法和用途单一。
[0010] 手动拉杆机：利用活塞加压来产生制作Espresso所需要的压力。当拉杆拉下来 的时候活塞产生的压力被施加到热水上去冲泡咖啡，手动拉杆机的缺陷在于：
[0011] 1)由于使用了杠杆加压活塞，并必须配合底座，所以体积相对庞大，无法作为 便携产品使用。
[0012] 2)萃取方法和用途单一。
[0013] 3)体积材料及加工工艺的原因，使得售价也相对较高。
[0014] 便携气压ESP咖啡机：萃取压力依靠手动加压空气，在容器中储存，而后释放 容器中的压缩空气而产生萃取压力。便携气压ESP咖啡机的缺陷在于：
[0015] 1)由于萃取压力依靠释放在容器中的压缩空气而产生萃取压力。所以造成了萃 取压力不稳定，产生了由萃取开始至结束的压力线性下降至0的逐渐降压现象。由于是便携产品，所以储气罐的体积受到限制，压力在萃取过程中下降是无法解决的问题。
[0016] 2)由于依靠手动加压空气，储气罐的体积又受到限制的前提下，整个萃取过程 无法达到理想的SPar左右萃取压力，和20秒左右的萃取时间。
[0017] 3)制造工艺复杂，用途单一。
[0018] 4)热水来源方式单一。
发明内容
[0019] 本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种制造成本低廉、工艺简单、 使用方便、无需额外动力、可便携、可选用各种热源，实现在一套器具中可换用多种萃 取和过滤的方式，并达到高质量萃取和过滤目的的多功能饮料萃取装置及其应用。
[0020] 本发明一方面公开了一种多功能饮料萃取装置，包括外容器和内容器，内容器 置于外容器内，外容器与内容器间活动套接，外容器包括封闭的底面，内容器底面设有 底面滤网，内容器内腔由中间滤网或多孔挡板分隔为上空腔和下空腔，外容器的侧壁与 内容器的侧壁间设有机械密封装置。
[0021] 机械密封装置可采用常规的方式如在外容器内侧壁或内容器外侧壁上设置密封 圈。
[0022] 上述外容器和内容器的侧壁间通过活动套接可实现相对移动，且在相对移动过 程中，机械密封装置可使得外容器内侧壁与内容器外侧壁间保持密封。
[0023] 上述外容器内侧壁的横截面上下一致。上述内容器外侧壁的横截面可上下一致 或不一致（如圆锥体结合圆柱体的形式）。
[0024] 外容器与内容器可以采用各种常用的容器形状，如圆柱体、长方体、多面体等 等，优选圆柱体。
[0025] 在制备咖啡及茶水时，内容器的下空腔可用于放置咖啡粉或茶叶。
[0026] 为方便咖啡粉及茶叶的取放，上述内容器底面滤网、中间滤网或多孔挡板可拆 卸。或者，上述内容器的上空腔和下空腔的侧壁间设有可拆分装置，如上下空腔侧壁经 螺纹可拆卸式连接。
[0027] 在净化水或制备其他饮品时，内容器的下空腔可用于放置活性炭、麦饭石等饮 品过滤或加工材料。
[0028] 较佳的，上述内容器的底面滤网的至少一侧设有档水片。档水片可拆卸。档水 片上至少设有一个开口。内容器底部的进水面积可经由滤网或档水片调节。
[0029] 较佳的，上述外容器的底面设有压力平衡装置，压力平衡装置包括气孔及气孔 开关，气孔开关关闭时，外容器底部封闭，气孔开关打开时，大气可经由气孔进入内外 容器之间，帮助内外容器底部的分离。
[0030] 较佳的，上述外容器外还套有螺纹加压助力管套，螺纹加压助力管套包括上下 开口的管状结构及手柄，手柄与管状结构外壁相连，外容器外侧壁与管状结构的内侧壁 设有相互配合的螺纹，外容器与管状结构经螺纹套接，管套上缘设有可部分或全部覆盖 内容器上缘的凸缘。在使用螺纹加压助力套管时，管套的上凸缘扣住内容器，转动手 柄，随着管套经螺纹在外容器上旋转下移，内容器被带动与外容器发生相对位移，管套 的设计可实现勻速加压，所以在萃取过程中不会出现压力波动，而且，萃取的时间也非常容易控制。
[0031] 较佳的，上述加压助力管套可拆卸。
[0032] 上述手柄可以有多种形式，如可为直杆状，并与管状结构外侧壁垂直，或者也 可为L形等多种变化形式。
[0033] 较佳的，上述内容器中，中间滤网或多孔挡板上还设有萃取液导出管。萃取液 导出管一端的开口边缘与中间滤网或多孔挡板边缘相合，另一端为朝上的出水口。
[0034] 较佳的，上述萃取液导出管的出水口处设有加压阀。萃取液导出管的设计可以 在出水口处实现压力的临界变化，使得在咖啡加压萃取时可获得crema。
[0035] 较佳的，上述萃取液导出管可拆卸。
[0036] 本发明第二方面公开了上述多功能饮料萃取装置的用途。
[0037] 本发明的多功能饮料萃取装置可用于萃取饮料，包括加压萃取意大利浓缩咖 啡、制备法式萃取咖啡、滴滤萃取咖啡、茶叶的萃取及其他植物如柠檬、花茶等茶水的 萃取。
[0038] 本发明的多功能饮料萃取装置还可用作过滤装置，包括通过在内容器的下空腔 中装入活性炭过滤饮用水，或者装入有利健康的麦饭石等矿物或矿石，过滤饮用水，达 到改变水的内含物，获得不同饮用水的目的。
[0039] 本发明的多功能饮料萃取装置各种用途的工作原理如下：
[0040] 用于加压萃取：外容器中加入相应温度和所需体积的水，内容器下空腔中装 入萃取物，将内外容器套合，手动将内容器压入外容器，内外容器间隙中由于有机械密 封，外容器中的水在内容器套合下压的压力下作用下穿过内容器下空腔，进入内容器上 空腔中，完成加压萃取的过程。萃取压力来源于手动，且萃取压力由内容器底部的进水 面积和萃取液排出口的面积和被萃取的植物粉末粗细来调整。由于所需萃取压力的动力 来源为手动，如果通过螺纹加压助力管套及拨杆而作用于内杯加压，最大可产生的压力 高于15公斤/平方厘米，完全可以达到萃取Espresso所需要的理想要求：8-9Bar压力， 而且93摄氏度左右的水温及20-25秒左右的萃取时间在本发明的装置中也很容易实现。 因此，本发明的装置可以实现高质量的Espresso的制备。
[0041] 用于法式萃取：将萃取物装入外容器，再向外容器注入所需温度和体积的热 水。搅勻静止1-2分钟。内容器仅留底面滤网，将内容器压入外容器。外容器中的液 体在内容器的下压过程中通过内容器底面滤网进入内容器。被萃取的粉末将被滤网过滤 后留在外容器底部，萃取液进入内容器。萃取完成。
[0042] 用于滴滤萃取：内容器拆除中间滤网或底面滤网，在内容器中放入萃取物，将 内容器搁置在外容器之上，向内容器中注入所需温度和体积的水。注入内容器的水穿过 萃取物通过滤网而滴入外容器中，完成萃取。
[0043] 用作过滤净化：在内容器的下空腔中放入活性炭颗粒，将内容器搁置在外容器 之上，向内容器中注入需过滤净化水。注入内容器的水穿过活性炭颗粒通过滤网而滴入 外容器中，完成过滤净化。
[0044] 与现有的萃取装置相比，本发明的有益效果如下：
[0045] A.萃取效果
[0046] 在加压萃取Espresso的功能上，由于对萃取物（咖啡粉）的有效压力轻易达到了国际公认的8-9Bar，尤其是对于装有螺纹加压助力套管的装置，加压过程中由于是旋 转的沿着螺纹下压，所以只要保持勻速旋转，输出压力在做功期间基本平直稳定。萃取 的量和时间也可按旋转的圈数和转速来控制。萃取水温由于可自己选择，所以在萃取 Espresso的功能上达到了电动泵压咖啡机的效果，且完全符合Espresso萃取的专业要求： 8-9Bar的有效压力；93摄氏度左右的水温；20秒左右的时间。
[0047] 在法式萃取上，由于功能和原理上和传统的法压萃取工具完全相同，所以在萃 取结果上完全等同传统的法压效果。
[0048] 在加压法式萃取上，由于对被萃取的液体施加了 IBar左右的压力，所以与传统 法式相比萃取更为出色，在口感上较为浓郁。
[0049] 在滴虑萃取上，由于萃取原理和传统的完全相同，所以萃取效果完全等同传统 的滴虑萃取（手冲）。
[0050] B.过滤净化效果
[0051] 过滤净化效果取决于活性炭颗粒的吸附作用，在使用效果上，不同的活性炭颗 粒，过滤净化的效果有不同。在广义上说，净化过滤效果等同使用相同活性炭颗粒一般 的水净化过滤器。
[0052] C.使用效果
[0053] 一般状态下，Espresso都必须由电动泵压咖啡机萃取，所以饮用Espresso只有在
具备泵压咖啡机的场所才能实现。而本发明由于装置体积小便于携带，使用简单方便， 只要在有合适温度热水或可加热至合适温度的热源条件下，即可萃取Espresso，这样的条 件需求等同于冲饮速溶咖啡的条件（萃取杯也可用作饮用咖啡的容器），即通过本装置， 可实现在任何环境中萃取Espresso。
[0054] 本发明的装置可轻易满足萃取高品质Espresso的所有条件，获得高质量的 Espresso,这也是现有技术或产品没有做到的。
[0055] 本发明的装置萃取方式选择多样化，彻底摆脱了传统咖啡萃取器具只能单一使 用一种萃取方式的问题。使用者可随意的选择合适自己口味的萃取方式。
[0056] D.本发明的机械结构简单，加工制造成本低是其明显的优势。可用耐热的金属 或塑料制造（由于有加压的工作过程，有些配件优选金属）。不同的制造材料制造的外容 器，均可直接注入温度合适的热水，耐热性能好的材料还可加入冷水，而后通过加热外 容器使外容器中的冷水达到所需要的温度的方式获得热水。
[0057] 对比达到同样萃取质量的Espresso，本发明和电动泵压咖啡机相比，在成本、使 用方便性和便携性等方面均具有明显优势。
附图说明 [0058] 图1[0059] 图2[0060] 图3[0061] 图4[0062] 图5[0063] 图6
多功能饮料萃取装置A的结构示意图 多功能饮料萃取装置A内容器移动状态示意图 多功能饮料萃取装置A外容器结构示意图 多功能饮料萃取装置A内容器结构示意图 多功能饮料萃取装置B的结构示意图 多功能饮料萃取装置B内容器移动状态示意图[0064] 图7 ：多功能饮料萃取装置B外容器结构示意图
[0065] 图8 ：多功能饮料萃取装置B内容器结构示意图
[0066] 图9 ：多功能饮料萃取装置B的螺纹加压助力套管结构示意图
具体实施方式
[0067] 如图1和2所示多功能饮料萃取装置A，包括外容器1(如图3所示）和内容器 2(如图4所示），内容器2置于外容器1内，外容器1与内容器2间活动套接并可拆分， 外容器包括密封底面3，内容器底面设有底面滤网4，底面滤网的下侧设有档水片15，档 水片上设孔，内容器内腔由多孔挡板5分隔为上空腔6和下空腔7，外容器的内侧壁设有 密封圈10，底面滤网4和多孔挡板5可拆卸。
[0068] 多种萃取方式的实现：
[0069] Espresso 加压萃取：
[0070] 外容器1中注入85-90摄氏度的热水，下空腔7中加入咖啡粉，将内容器2套合 在外容器1中，手动压入外容器。外容器1中的水在内容器2套合下压的压力下作用下 穿过下空腔7，进入上空腔6，完成加压萃取的过程。
[0071] 法式萃取：
[0072] 将所需萃取的咖啡粉倒入外容器1内，再注入85-90摄氏度的热水，搅勻静止 1-2分钟。将已卸掉多孔挡板5、档水片15的内容器2压入外容器。咖啡粉将被滤网过 滤后留在外容器底部，萃取液进入内容器。萃取完成。
[0073] 加压法式萃取：
[0074] 将所需萃取的咖啡粉倒入外容器1内，再注入85-90摄氏度的热水，搅勻静止 1-2分钟。将已卸掉多孔挡板5的内容器2压入外容器。由于挡水片的开孔面积小于外 容器的口径，所以在内容器压入外容器时将受到一定的压力。这样将内容器压到外容器 内，进入内容器完成萃取的液体受到了一定的压力（IBar左右）而完成萃取。加压的法 式萃取比较传统的法式，就口感来说更为浓郁。
[0075] 滴虑萃取：
[0076] 在已卸掉多孔挡板5、档水片15的内容器2中放入咖啡粉，将内容器2搁置在外 容器1之上，向内容器中注入所需温度和体积的水。注入内容器的水穿过萃取物通过滤 网而滴入外容器中，完成萃取。
[0077] 茶叶的萃取：
[0078] 茶叶的萃取，可根据口味需要选用上述萃取方式中的任何一种。由于上述萃取 方式萃取时间短，茶叶中所含对人体的负面物质不容易被萃取到饮用液中。所以上述的 几种萃取方式都优于传统的浸泡萃取。
[0079] 如图5和6所示多功能饮料萃取装置B，包括外容器1 (如图7所示）和内容器 2(如图8所示），内容器2置于外容器1内，外容器1与内容器2间活动套接并可拆分， 外容器包括密封底面3，内容器底面设有底面滤网4，底面滤网下设有档水片15，内容器 内腔由多孔挡板5分隔为上空腔6和下空腔7，内容器的外侧壁设有密封圈10，上空腔6 和下空腔7的侧壁间经螺纹11配合连接。外容器1的底部设有压力平衡装置12，压力平 衡装置包括设于外容器底面的气孔及用于封闭气孔的压力平衡螺丝，压力平衡螺丝上紧时，外容器底部封闭，压力平衡螺丝松开时，大气可经由气孔进入内外容器之间，帮助 内外容器底部的分离。外容器的内壁及内容器的外壁上配套设有螺纹加压助力管套（如 图9所示），螺纹加压助力管套包括上下开口的管状结构13及手柄14，手柄设于管状结 构外壁，外容器的外壁与管状结构的内壁设有相互配合的螺纹131、132，外容器的外壁 与管套接触部分为与管状结构配合的圆筒形。外容器与管状结构经螺纹套接，管套上缘 设有可部分或全部覆盖内容器上缘的凸缘133。中间滤网5上还设有可拆卸的萃取液导出 管8，萃取液导出管一端的开口边缘与中间滤网5边缘相合，另一端为朝上的出水口，出 水口上设有加压阀9。
[0080] 多种萃取方式的实现：
[0081] Espresso 加压萃取：
[0082] 外容器1中注入85-90摄氏度的热水，下空腔7中加入咖啡粉，将内容器2套合 在外容器1中，用手动压入外容器。外容器1中的水在内容器2套合下压的压力下作用 下穿过下空腔7，进入上空腔6，完成加压萃取的过程。
[0083] 法式萃取：
[0084] 将所需萃取的咖啡粉倒入外容器1内，再注入85-90摄氏度的热水，搅勻静止 1-2分钟。将已卸掉多孔挡板5、萃取液导出管8、加压阀9、档水片15的内容器2压入 外容器。咖啡粉将被滤网过滤后留在外容器底部，萃取液进入内容器。萃取完成。
[0085] 加压法式萃取：
[0086] 将所需萃取的咖啡粉倒入外容器1内，再注入85-90摄氏度的热水，搅勻静止 1-2分钟。将已卸掉多孔挡板5、萃取液导出管8、加压阀9的内容器2压入外容器。 由于挡水片的开孔面积小于外容器的口径，所以在内容器压入外容器时将受到一定的压 力。这样将内容器压到外容器内，进入内容器完成萃取的液体受到了一定的压力（IBar 左右）而完成萃取。加压的法式萃取比较传统的法式，就口感来说更为浓郁。
[0087] 滴虑萃取：
[0088] 在已卸掉多孔挡板5、萃取液导出管8、加压阀9、档水片15的内容器2中放入 咖啡粉，将内容器2搁置在外容器1之上，向内容器中注入所需温度和体积的水。注入 内容器的水穿过萃取物通过滤网而滴入外容器中，完成萃取。
[0089] 茶叶的萃取：
[0090] 茶叶的萃取，可根据口味需要选用上述萃取方式中的任何一种。由于上述萃取 方式萃取时间短，茶叶中所含对人体的负面物质不容易被萃取到饮用液中。所以上述的 几种萃取方式都优于传统的浸泡萃取。
8
Claims (17)
1. 一种多功能饮料萃取装置，其特征在于，包括外容器和内容器，内容器置于外 容器内，外容器与内容器间活动套接，外容器包括封闭的底面，内容器底面设有底面滤 网，内容器内腔由中间滤网或多孔挡板分隔为上空腔和下空腔，外容器的侧壁与内容器 的侧壁间设有机械密封装置。
2.如权利要求1所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述机械密封装置为密封圈。
3.如权利要求1所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述外容器内侧壁的横截面上下一致。
4.如权利要求1所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述内容器底面滤网、中间 滤网或多孔挡板可拆卸。
5.如权利要求1所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述内容器的上空腔和下空 腔可拆分。
6.如权利要求1所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述内容器的底面滤网的至 少一侧设有档水片。
7.如权利要求6所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述档水片可拆卸。
8.如权利要求6所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述档水片至少设有一个开
9.如权利要求1所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述外容器的底面设有压力 平衡装置，压力平衡装置包括气孔及气孔开关。
10.如权利要求1-9中任一权利要求所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述外 容器外套有螺纹加压助力管套，螺纹加压助力管套包括上下开口的管状结构及手柄，手 柄与管状结构的外壁相连，外容器外侧壁与管状结构的内侧壁设有相互配合的螺纹，外 容器与管状结构经螺纹套接，管套上缘设有可部分或全部覆盖内容器上缘的凸缘。
11.如权利要求10所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述螺纹加压助力管套可 拆卸。
12.如权利要求1-9中任一权利要求所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述内 容器中，中间滤网上设有萃取液导出管，萃取液导出管一端的开口边缘与中间滤网边缘 相合，另一端为朝上的出水口。
13.如权利要求12所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述萃取液导出管的出水 口处设有加压阀。
14.如权利要求12所述多功能饮料萃取装置，其特征在于，所述萃取液导出管可拆卸。
15.如权利要求1-14中任一权利要求所述多功能饮料萃取装置用于萃取饮料。
16.如权利要求15所述多功能饮料萃取装置的应用，其特征在于，所述萃取饮料包括 加压萃取意大利浓缩咖啡、制备法式萃取咖啡、滴滤萃取咖啡及茶水的萃取。
17.如权利要求1-14中任一权利要求所述多功能饮料萃取装置用作过滤装置。
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