CN104757223B - 咖啡片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种咖啡片及其制备方法。通过使常规研磨、烘焙咖啡经多步骤压实过程，其中至少两个压制步骤在相同的压实冲模中制备研磨烘焙咖啡片，它能在常规自动滴流煮咖啡机中冲煮，它表现出经受制备、加工、包装、运输的所有方面而不破裂的足够强度，但当冲煮期间接触热水时也易于崩解。
Description
本申请是基于申请号为201310292207.6，申请日为2010年4月2日，分案提交日为2013年7月12日，发明名称为“咖啡片及其制备方法”的分案申请而提出的，而前述分案申请又是申请号为201080026382.5，申请日为2010年4月2日，发明名称为“研磨烘焙咖啡片”的发明专利申请的分案申请。
背景技术
自动滴流煮咖啡机(“ADCs”)被设计用来加工“研磨烘焙咖啡(ground roastcoffee)”或“咖啡”，即通过研磨先前烘焙过的咖啡豆得到的颗粒状咖啡。由于不同咖啡间香味浓度的区别以及个人味觉的不同，消费者可能发现难于确定用于不同规格的冲煮壶(brewing pots)的咖啡的正确剂量(量)。
为解决这个问题，引入其中咖啡以标准剂量提供的多种产品。例如，提供的过滤器套装(filter packs)，其中预定量的咖啡，例如，足够冲煮4、10或12份饮料量(servings)的煮好的咖啡(Brewed coffee)的咖啡在过滤纸容器中。然而，该途径不能用来冲煮一份或只有几份饮料量的咖啡，因为消费者需要确定过滤套装是针对多少份饮料量而设计的。另外，它难以改变煮好的咖啡(Brewed coffee)的浓度。
在一个供选择的途径中，已经提供单份饮料量的“壶”，其中只足以冲煮单份饮料量的研磨烘焙咖啡被放在过滤纸容器中。然而，单份饮料量的壶必须被设计得具有特定构造以适应冲煮机。用来冲煮咖啡的带有这些壶的机器根本上不同于自动滴流煮咖啡机(automatic drip coffee makers)。它们每次也只限于冲煮单杯，这限制了它们在制备更大量的煮好的咖啡中的用途。
兼有单杯冲煮构思的其它途径见于产品诸如咖啡单份冲煮机(coffee singles)。这些可用速溶和研磨烘焙咖啡的混合物制备。尽管它们不必适合特定的冲煮机，它们仍只为单杯咖啡而设计。
在又一个途径中，提供仅得自速溶咖啡(也称为可溶解咖啡)的单独的“咖啡片”。然而，速溶咖啡并不被某些消费者喜爱。
发明内容
根据本发明，提供用于常规自动滴流煮咖啡机的咖啡片。
通过多步骤压实过程制备第一种示例性咖啡片，其中至少第一次压制和单独的第二次压制在相同压实冲模中以这样的方式进行，以使所得咖啡片表现出至少约30N(牛顿)的硬度，不大于约10％的脆性和在自动滴流煮咖啡机(ADC)中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
通过多步骤压实过程制备第二种示例性咖啡片，其中以较低的压实力但在与主压制步骤相同的压实冲模中进行预压制步骤，以使所得咖啡片表现出至少约30N(牛顿)的硬度，不大于约10％的脆性和在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
第三种示例性咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡，具有至少0.95g/cm3的密度，并表现出至少约30N(牛顿)的硬度，不大于约10％的脆性和在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
第四种示例性咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡和至少1.5％重量丙二醇，和表现出至少约30N(牛顿)的硬度，不大于约10％的脆性和在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
第五种示例性咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡和至少1.5％重量液体调味载体，和表现出至少约30N(牛顿)的硬度，不大于约10％的脆性和在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
第六种示例性咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡和含量大到足以改善咖啡片选自粘合强度、易于崩解和冲煮效率的至少一种机械性质的速溶咖啡(如经在ADC中经受冲煮时自咖啡片萃取的咖啡固体的量确定的)。
第七种示例性咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡并表现出至少约50N(牛顿)的硬度，不大于约3.5％的脆性和在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
第八种示例性咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡，其具有小于约4g的质量，并表现出不大于约6％的脆性且在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解，其中10片未破损咖啡片能在自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其具有1.1-3.5或1.25-2.75或1.7-2.5的吸收度，和其中的咖啡片在ADC中冲煮时表现出大于26％的得率。
第九种示例性咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡并表现出不大于约6％的脆性，并在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解，其中10片未破损咖啡片能在自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成吸收率为每克>0.07或>0.09的可消费咖啡饮料，其中的咖啡片在ADC中冲煮时表现出大于26％的得率。
通过多步骤压实过程制备第十种示例性咖啡片，其中至少第一次压制和单独的第二次压制在相同压实冲模中以这样的方式进行，以使所得咖啡片表现出至少约40N(牛顿)的硬度，不大于约6％的脆性并在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
经多步骤压实过程制备第十一种示例性咖啡片，其中预压制步骤在较低压实力下但在与主压制步骤相同的压实冲模中进行，其中的预压制压实力为主压制步骤中所用的压力的约20％至<100％、约30％-约90％、约40％-约80％或约50％-约75％或约50％-约60％。
第十二种示例性咖啡片经多步骤压实过程制备，其中预压制步骤在较低压实力下但在与主压制步骤相同的压实冲模中进行，其中的预压制压力为主压制步骤中所用的压力的约20％至<100％、约30％-约90％、约40％-约80％或约50％-约75％或约50％-约60％。
制备咖啡片的示例工艺包括使研磨烘焙咖啡经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程，预压制步骤在较低压力下但在与主压制步骤相同的压实冲模中进行，以制备出干燥时表现出至少约30N(牛顿)硬度，干燥时不大于约10％脆性和当在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解的咖啡片。
因此，在本发明的示例性实施方案中，通过多步骤压实过程制备用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立(Free-standing)咖啡片，其中以较低的压实力但在与主压制步骤相同的压实冲模中进行预压制步骤，以使所得咖啡片表现出至少约30N(牛顿)的硬度，表现出不大于约10％的脆性和当在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
在本发明的另一个示例性实施方案中，用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡，其密度为至少0.95g/cm3，并表现出至少约30N(牛顿)的硬度，不大于约10％的脆性和当在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
在本发明的另一个示例性实施方案中，用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡和至少1.5％重量的丙二醇，和表现出至少约30N(牛顿)的硬度，不大于约10％的脆性和当在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
在本发明的又一个示例性实施方案中，用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡和至少1.5％重量的液体调味载体，和表现出至少约30N(牛顿)的硬度，不大于约10％的脆性和当在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
在本发明的又一个示例性实施方案中，用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡和含量大到足以改善咖啡片选自粘合强度、易于崩解和冲煮效率的至少一种机械性质的速溶咖啡(如经受冲煮时自咖啡片萃取的咖啡固体的量所确定的)。
在本发明的另一个示例性实施方案中，用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡并表现出至少约50N(牛顿)的硬度，不大于约3.5％的脆性和当在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
在本发明的另一个示例性实施方案中，提供用于水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片，该咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡，其质量大于约4g并表现出不大于约6％的脆性和在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解，其中的10片未破损咖啡片能用1420ml水在ADC中冲煮成吸收度为1.1-3.5或1.25-2.75或1.7-2.5的可消费咖啡饮料，和其中的咖啡片在冲煮时表现出大于26％的得率。
在本发明的又一个示例性实施方案中，提供用于水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片，该咖啡片包含至少约91％研磨烘焙咖啡，并表现出不大于约6％的脆性和在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解，其中10片未破损咖啡片能在ADC中用1420ml水冲煮成吸收率为每克>0.07或>0.09的可消费咖啡饮料，其中的咖啡片在冲煮时表现出大于26％的得率。
在本发明的又一个示例性实施方案中，提供用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片，该咖啡片经多步骤压实过程制备，其中至少第一次压制和单独的第二次压制都在相同压实冲模中以这样的方式进行，以使所得咖啡片表现出至少约40N(牛顿)的硬度，不大于约6％的脆性，和当在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解。
在本发明的另一个示例性实施方案中，提供用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片，该咖啡片经多步骤压实过程制备，其中预压制步骤在较低压实力下但在与主压制步骤相同的压实冲模中进行，其中的预压制压实力为主压制步骤中所用的压实力的约20％至<100％、约30％-约90％、约40％-约80％或约50％-约75％或约50％-约60％。
在本发明的另一个示例性实施方案中，提供用于自动滴流煮咖啡机(ADC)的独立咖啡片，该咖啡片经多步骤压实过程制备，其中预压制步骤在较低压实力下，但在与主压制步骤相同的压实冲模中进行，其中的预压制压实力为用于主压制步骤的压力的约20％至<100％、约30％-约90％、约40％-约80％或约50％-约75％或约50％-约60％。
在本发明的又一个示例性实施方案中，提供制备咖啡片的方法，其包括实研磨烘焙咖啡经受包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程，预压制步骤在较低压力下但在与主压制步骤相同的压实冲模中进行，以制备干燥时表现出至少约30N(牛顿)的硬度，干燥时大于约10％的脆性和当在ADC中冲煮期间与热水接触时易于崩解的咖啡片。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有足量或该量的两倍，或该量的1/2，或该量的1/3，或该量的1/4的研磨烘焙咖啡和/或咖啡替代物，以刚好制成一份标准饮料量的煮好的咖啡(a standardserving of brewed coffee)。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有足量的咖啡固体，以制备恰好一份标准饮料量的煮好的咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致基本全部研磨烘焙咖啡固体是普通的(即，未去除咖啡因的)咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可表现出≥约40N、≥约50N、≥约60N、≥约70N、≥约80N、≥约90N、≥约100N或≥约110N的硬度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含大于96％咖啡并表现出≥约40N、≥约50N、≥约60N、≥约70N、≥约80N、≥约90N、≥约100N或≥约110N的硬度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含大于99％咖啡并表现出≥约40N、≥约50N、≥约60N、≥约70N、≥约80N、≥约90N、≥约100N或≥约110N的硬度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可由100％咖啡组成并表现出≥约40N、≥约50N、≥约60N、≥约70N、≥约80N、≥约90N、≥约100N或≥约110N的硬度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可基本不含粘合剂并表现出≥约40N、≥约50N、≥约60N、≥约70N、≥约80N、≥约90N、≥约100N或≥约110N的硬度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有粘合剂并表现出≥约40N、≥约50N、≥约60N、≥约70N、≥约80N、≥约90N、≥约100N或≥约110N的硬度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可表现出<约8％、<约6％、<约3.5％或<约1％的脆性。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可由水分含量为约2-约7％重量、约2-约6％重量、约3-约6％重量或约4-约5.5％重量的研磨烘焙咖啡制备。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可由密度为<0.18g/cc-约0.6g/cc、约0.263g/cc-约0.35g/cc、<约0.18g/cc-约0.26g/cc、约0.20g/cc-约0.25g/cc或约0.22g/cc-0.23g/cc的研磨烘焙咖啡制备。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可由平均粒度为约250μm-约3mm、约400μm-约1,000μm、850-900μm、800-935μm、约500μm-约800μm或约650μm-约750μm的研磨烘焙咖啡制备。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可基本不含粘合剂。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片的密度可≥0.90g/cm3、≥0.92g/cm3、≥0.95g/cm3、≥0.97g/cm3或≥0.99g/cm3。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程产生任何上述示例性实施方案的咖啡片，基于直径为约24mm-约25mm的咖啡片，其中的预压制步骤以约25kN或约30kN或>约17kN、>约20kN、>约25kN或>约35kN以及另外通常≤约50kN、≤约45kN或≤约40kN的压实力进行。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程产生任何上述示例性实施方案的咖啡片，其中的预压制步骤在约53.0MPa或约63.6MPa或>约36.1MPa、>约42.4MPa、>约53.0MPa或>约74.2MPa以及另外通常≤约106.1MPa、≤约95.5MPa或≤约84.8MPa压力下进行。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可使要制片的原料经受预压制压实力产生任何上述示例性实施方案的咖啡片，所述预压制压实力为用于主压制步骤的压实力的约20％至<100％、约30％-约90％、约40％-约80％或约50％-约75％或约50％-约60％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可使要制片的原料经受预压制步骤压力产生，所述压力为用于主压制步骤中的压力的约20％至<100％、约30％-约90％、约40％-约80％或约50％-约75％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可使要制片的原料经受预压制压实力产生，所述压实力为用于主压制步骤中的压力的约20％至<100％、约30％-约90％、约40％-约80％或约50％-约75％，或约50％-约60％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可使要制片的原料经受预压制步骤压力产生，所述压力为用于主压制步骤中的压力的约20％至<100％、约30％-约90％、约40％-约80％或约50％-约75％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有其量大到足以改善咖啡片选自粘合强度、易于崩解和冲煮效率(如经冲煮时自咖啡片萃取的咖啡固体的量所确定的)的至少一种机械性质的速溶咖啡，但并非大到能觉察出自冲煮咖啡片产生的煮好的咖啡中速溶咖啡中的香味。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有基于咖啡片中咖啡固体总量的≥约0.5％重量、≥约1％重量或≥约3％重量以及≤约15％重量、≤约10％重量、≤约6％重量、≤约5％重量或≤约4％重量的量的速溶咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有约95％重量研磨烘焙咖啡和约5％重量速溶咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有约95.2％重量研磨烘焙咖啡和约4.8％重量速溶咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有约5％重量的速溶咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有约4.8％重量速溶咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有粘合剂。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有基于全部组合物的重量的≤约10％重量、约1-约6％重量或约1.5-约4％或约2-约4％重量或约3-约3.5％重量的粘合剂。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有包含液体香料载体的粘合剂，所述载体在25C°下粘度为约15-约65cP、约35-约65cP、约40-约60cP或约45-约56cP和表面张力为约30-约50dynes/cm、约35-约45dynes/cm或约35-约40dynes/cm。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有包含丙二醇的粘合剂。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有香料。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可由源自咖啡豆的研磨烘焙咖啡制备，咖啡豆在烘焙、研磨和制片前，已经被干燥到水分含量为<约6％重量或<约5.5％或约1-约7％重量、约2-约6％重量、约3-约6％重量或约4-约5.5％重量。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可由源自咖啡豆的研磨烘焙咖啡制备，烘焙时，咖啡豆已经被干燥到足以使制成的咖啡片的体积小于用别的方法自水分含量为约12％的咖啡豆制备的其它都相同的咖啡片的体积的量≥10％、≥20％或≥30％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片的体积可小于约3.2cm3；或2.9cm3；或2.3cm3。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片的质量可小于约4g或小于约3.5g或小于3g或小于约2.7g或1.9-2.7g。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，当在水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机(ADC)中冲煮时，任何上述示例性实施方案的咖啡片可表现出>26％、>28.5％或>30％的得率。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，当在水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机(ADC)中冲煮时，任何上述示例性实施方案的咖啡片可表现出的得量比为>1.1、>1.15或>1.2。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可采用充分施加的力制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致咖啡片表现出的≥约40N、≥约50N、≥约60N、≥约70N、≥约80N、≥约90N、≥约100N或≥约110N的硬度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可采用充分施加的力制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致咖啡片表现出<约8％、<约6％、<约3.5％或<约1％的脆性。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可采用充分高的压制压力制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致咖啡片密度≥0.87g/cm3、≥0.90g/cm3、≥0.92g/cm3、≥0.95g/cm3、≥0.97g/cm3或≥0.99g/cm3。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含含有三醋精的粘合剂。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其具有：(a)约0.3％-约1.3％的冲煮固体水平；(b)至少约26％的得率；和(c)至少约1.6的冲煮吸收度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其具有：(a)约0.3％-约1.3％的冲煮固体水平；(b)至少约26％的得率；和(c)至少约1.6的冲煮吸收度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其吸收度值>1.1或>1.25或>1.7。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其吸收度值>1.1或>1.25或>1.7。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其吸收度值>1.1或>1.25或>1.7同时其吸收度值<2.5或<2.75或<3.5。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片可用1420ml水在水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机中冲煮可消费咖啡饮料，其吸收度值>1.1或>1.25或>1.7同时其吸收度值<2.5或<2.75或<3.5。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其吸收度比值>1或>1.06或>1.12。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其吸收度比值>1或>1.06或>1.12。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其每克的吸收度值>0.06或>0.07或>0.09。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其每克的吸收度值>0.06或>0.07或>0.09。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其每克的吸收度比值>1.05或>1.1或>1.15或>1.2。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其每克的吸收度比值>1.05或>1.1或>1.15或>1.2。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成具有约0.50％-约0.75％的冲煮固体水平的可消费咖啡饮料。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成具有约0.50％-约0.75％的冲煮固体水平的可消费咖啡饮料。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成具有至少约28.5％或至少约30％的得率的可消费咖啡饮料。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成具有至少约28.5％或至少约30％的得率的可消费咖啡饮料。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过以多次保压时间压制要制片的原料制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，保压时间足以使制备速度大于每小时每个冲模每组压制大于2400片；大于每小时每个冲模每组压制2750片；大于每小时每个冲模每组压制3100片；或大于每小时每个冲模每组压制3450片。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可具有物理测量值为23-26mm或24-25mm的特征。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其具有0.42-1.5％或0.5-1％或0.5-0.9％的冲煮固体。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其具有0.42-1.5％或0.5-1％或0.5-0.9％的冲煮固体。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使10片未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其具有1.1-3.5或1.25-2.75或1.7-2.5的吸收度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以使约26-30克未破损咖啡片能在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420ml水冲煮成可消费咖啡饮料，其具有1.1-3.5或1.25-2.75或1.7-2.5的吸收度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可具有通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程开发出的片剂强度，其中的预压制步骤以约25kN或约30kN或>约17kN、>约20kN、>约25kN或>约35kN和，另外，通常≤约50kN、≤约45kN或≤约40kN的压力进行。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可具有通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程开发出的片剂强度，其中的预压制步骤在约53.0MPa或约63.6MPa或>约36.1MPa、>约42.4MPa、>约53.0MPa或>约74.2MPa和，另外，通常≤约106.1MPa、≤约95.5MPa或≤约84.8MPa压力下进行。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可由衍生自在制片前已经被干燥成低水分的咖啡豆的研磨烘焙咖啡制备。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有半乳糖的量>0.0005％重量或>0.001％重量或>0.003％重量。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有半乳糖的量<0.012％重量或<0.02％重量或<0.03％重量。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有阿拉伯糖的量>0.0045％重量或>0.005％重量或>0.0075％重量。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有阿拉伯糖的量<0.04％重量或<0.07％重量或<0.1％重量。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有甘露糖的量>0.007％重量或>0.0075％重量或>0.008％重量。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可含有甘露糖的量<0.03％重量或<0.04％重量或<0.06％重量。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可具有通过使要制片的原料经过在压实力>约25kN、>约35kN、>约40kN和/或<约80kN、<约55kN或甚至<约50kN下进行的压实产生的片剂强度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可具有通过使要制片的原料经过在压力>约53.0MPa、>约74.2MPa、>约84.8MPa和/或<约169.7MPa、<约116.7MPa或甚至<约106.1MPa下进行的压实产生的片剂强度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可具有通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程产生的片剂强度，其中的主压制步骤以>约25kN、>约35kN、>约40kN和/或<约80kN、<约55kN或甚至<约50kN的压实力进行。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可具有片剂强度，所述片剂强度通过使要制片的原料经历以>约53.0MPa、>约74.2MPa、>约84.8MPa和/或<约169.7MPa、<约116.7MPa或甚至<约106.1MPa的压力进行的压实而产生。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致当约26-30g咖啡片在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中用约1420g水冲煮时，在最初200g冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体的百分率为约5-15％或约5-11％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致当约26-30g咖啡片在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中用约1420g水冲煮时，在最初250g冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体的百分比为约5-15％或约5-11％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致当约26-30g咖啡片在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中用约1420g水冲煮时，在最初250g冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体百分率为小于约32％或约15-31％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致当约26-30g咖啡片在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中用约1420g水冲煮时，在紧随最初300g煮好的咖啡之后的200g部分的冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体的百分率大于约32％或约33-40％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致当约26-30g咖啡片在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中用约1420g水冲煮时，在紧随最初250g煮好的咖啡之后的250g部分的冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体的百分率大于约48％或约51-54％。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致当约26-30g咖啡片在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中用约1420g水冲煮时，在最初250g冲煮咖啡期间萃取的咖啡固体与紧接着最初250g冲煮咖啡之后的随后250g冲煮咖啡期间萃取的咖啡固体的比率为约0.30-0.55。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，以致当约26-30g咖啡片在具有约2.5-3.1g/sec的水传递速度的ADC中用约1420g水冲煮时，在初始250g部分的冲煮咖啡的吸收度对紧随初始250g部分之后的随后250g部分的冲煮咖啡的吸收度的比率小于约0.7或小于约0.6或约0.33-0.57。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含100％的咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含100％的含有研磨烘焙咖啡、咖啡固体及其混合物的咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含至少约99％的咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含至少约99％的含有研磨烘焙咖啡、咖啡固体及其混合物的咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含至少约96％的咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，任何上述示例性实施方案的咖啡片可包含至少约96％的含有研磨烘焙咖啡、咖啡固体及其混合物的咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经过至少一个具有压制保压时间<75毫秒或<50毫秒或<25毫秒或<20毫秒或<15毫秒的压制步骤，产生任何上述示例性实施方案的咖啡片。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经过至少一个具有压制保压时间<75毫秒或<50毫秒或<25毫秒或<20毫秒或<15毫秒的预压制步骤，产生任何上述示例性实施方案的咖啡片。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经过具有压制保压时间<75毫秒或<50毫秒或<25毫秒或<20毫秒或<15毫秒的主压制步骤，产生任何上述示例性实施方案的咖啡片。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程，产生任何上述示例性实施方案的咖啡片，其中在预压制保压时间的结束和主压制保压时间的开始之间，有约80-900毫秒或150-400毫秒或200-290毫秒的延迟。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程，产生任何上述示例性实施方案的咖啡片，其中在预压制保压时间的结束和主压制保压时间的开始之间，有约15-23倍的预压制保压时间的延迟。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程，产生任何上述示例性实施方案的咖啡片，其中自预压制保压时间的开始至主压制保压时间结束的总持续时间为约0.1-1.0秒或0.18-0.5秒或0.22-0.36秒。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可通过使要制片的原料经历包括预压制步骤和随后的主压制步骤的多步骤压实过程，产生任何上述示例性实施方案的咖啡片，其中自预压制保压时间的开始至主压制保压时间的结束的总持续时间为预压制和主压制总保压时间的约8-15倍。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可自咖啡豆制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，其中至少一部分咖啡豆在烘焙到足量前已经被干燥，并被足够快速地烘焙到足够黑的颜色，以致当烘焙至约2个亨特(Hunter)L单位之内的用来制备示例性咖啡片的咖啡豆时，与自水分含量为约12％的相同咖啡豆制备的其它方面都相同地制备的咖啡片的脆性相比，所制备的咖啡片的脆性降低了至少约1/2、2/3、3/4、5/6或8/9。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可自咖啡豆制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，在烘焙到足量前咖啡豆已经被干燥并被足够快速地烘焙到足够黑的颜色，以致当烘焙至约2亨特L单位以内的用来制备权利要求的咖啡片的咖啡豆时，与自水分含量为约12％的相同咖啡豆制备的其它方面都相同地制备的咖啡片的脆性相比，所制备的咖啡片的脆性降低了至少约1/2、2/3、3/4、5/6或8/9。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可自咖啡豆制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，在制片前，咖啡豆已经被烘焙到低于16L的亨特L色度。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，可自咖啡豆制备任何上述示例性实施方案的咖啡片，在制片前，咖啡豆已经被烘焙到低于13L的亨特L色度。
在本发明的示例性实施方案中，提供采用为制备4-12份咖啡标准饮料而设计的自动滴流煮咖啡机，制备至少4份标准饮料量的煮好的咖啡的方法，该方法包括将上述任何示例性实施方案(包括没有或有任何一种或多种上述附加特征)的至少4片咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮(brew basket)中，并使煮咖啡机将对应于4份标准饮料的煮好的咖啡量的热水注入冲煮篮中，从而使热水自咖啡片萃取咖啡固体并制备至少4份标准饮料量的煮好的咖啡。
在本发明的另一个示例性实施方案中，提供制备最少份数的冲煮咖啡饮料的方法，所述冲煮咖啡饮料用所设计的自动滴流煮咖啡机制作，该方法包括将任何上述示例性实施方案(包括没有或有任何一种或多种上述附加特征)的多片咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中，咖啡片的数量与饮料的最少份数相同，并使煮咖啡机将对应于最少份数饮料量的热水注入冲煮篮中，从而使热水自咖啡片萃取咖啡固体并产生最少份数的标准饮料量的煮好的咖啡。
在本发明的又一个示例性实施方案中，提供制备最少份数的冲煮咖啡饮料的方法，所述冲煮咖啡饮料用所设计的自动滴流煮咖啡机制作，该方法包括将任何上述示例性实施方案(包括没有或有任何一种或多种上述附加特征)的多片咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中，咖啡片的数量与饮料的最少份数相同，或为该数量的两倍于或三倍，或为该数量的1/2，或为该数量的1/3或为该数量的1/4，并使煮咖啡机将对应于最少份数饮料的量的热水注入冲煮篮中，从而使热水自咖啡片萃取咖啡固体并产生最少份数的标准饮料量的煮好的咖啡。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，以上任何示例性实施方案的咖啡制备方法可采用4片咖啡片制备4份标准饮料。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，以上任何示例性实施方案的咖啡制备方法可采用4片含有足够，但仅仅是只够量的研磨咖啡的咖啡片，制备4份冲煮咖啡饮料。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，以上任何示例性实施方案的咖啡制备方法可包括在冲煮咖啡前将恰好4片未破损咖啡片放置在冲煮篮中。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，以上任何示例性实施方案的咖啡制备方法可包括将前述任何实施方案(和包括没有或有任何一种或多种上述附加特征)的4片基本相同的咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，以上任何示例性实施方案的咖啡制备方法可包括将来自前述任何实施方案(和包括没有或有任何一种或多种上述附加特征)的至少两种不同类型的4片咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，以上任何示例性实施方案的咖啡制备方法可包括在冲煮咖啡前将未破损状态的咖啡片放在冲煮篮中。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，以上任何示例性实施方案的咖啡制备方法可包括将任何前述权利要求的多片基本相同的咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中。
除了或代替任何一种或多种其它前述和本文所述的工艺特征，以上任何示例性实施方案的咖啡制备方法可采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机。
附图说明
通过参考下列各图，可更容易地理解本发明，其中：
图1图示当改变用于本发明制备工艺的预压力时，对本发明咖啡片的硬度、脆性和萃取效率所实现的效果；
图2表示在以下工作实施例6中得到的结果，并图示包含在本发明的研磨烘焙咖啡片中的速溶咖啡如何使用来制备这些咖啡片的自动压片机来更有效地填充和产生更高的操作速度；
图3和4图示以下工作实施例11中得到的结果，其中本发明的研磨烘焙咖啡片包含调味剂；
图5和6图示以下工作实施例19中得到的结果，其中已经冲煮本发明的咖啡片及其烘焙和研磨的咖啡对应物，以测定经每次冲煮过程所萃取的咖啡固体和累积得率，作为对比较咖啡片的冲煮特性的比较。
图7和8图示在以下工作实施例19中得到的其它结果，其中冲煮本发明的其它咖啡片及其烘焙和研磨的咖啡对应物，以测定经每次冲煮过程所萃取出咖啡固体和累积得率；和
图9和10图示以下工作实施例19中得到的结果，其中冲煮本发明的其它咖啡片，以测定经每次冲煮过程所萃取出咖啡固体和累积得率。
具体实施方式
术语
除非另外明确表述或来自上下文，以下术语将具有以下含义：
“粘合剂”意指改善根据本发明制备的研磨烘焙咖啡片的强度的材料。“粘合剂”不包括虽然提供一定的粘合活性，但也提供显著量的某些其它功能诸如起风味、保健效果等方面作用的成分。
“煮好的咖啡(Brewed coffee)”指通过自研磨、烘焙咖啡豆或替代物萃取咖啡固体形成的液体咖啡饮料。“煮好的咖啡”包括形成自普通咖啡、去除咖啡因咖啡、速溶咖啡和咖啡替代物诸如菊苣的咖啡饮料。
“咖啡”、“普通咖啡”和“研磨烘焙咖啡”指通过研碎经烘焙的咖啡豆生成的大量固体的未去除咖啡因的颗粒。
“咖啡产品”指源自咖啡豆的任何产品。
“咖啡替代物”指通常用作咖啡的替代品的物质，诸如研磨烘焙菊苣、烘焙大豆和烘焙谷物诸如玉米/包谷、大麦、黑麦、燕麦、稻米、麦芽、斯佩耳特小麦(spelt)、荞麦和小米。
“去除咖啡因咖啡”指衍生自烘焙和未烘焙的咖啡豆的固体，它含有充分降低了浓度的咖啡因。
“密度”，当它涉及研磨烘焙咖啡并除非另有说明时，指充满具有预定标准体积的容器所需要的咖啡的盎司数。美国历史上，1磅(16盎司或454g)研磨烘焙咖啡的标准密度为约0.4g/cc和常用水分含量为约1-7％。然而，技术已经允许制备更低密度的咖啡，所以现在更标准的密度为约0.33g/cc。甚至更低密度是可能的，诸如约0.263g/cc。
关于咖啡片的“独立(Free-standing)”指当热水接触咖啡片进行冲煮时，咖啡片并未放在打算保持在靠近咖啡片的适当位置的滤纸容器(或者由类似材料制成的其它容器)中。
“风味载体”指为有利于采用咖啡调味剂而含有、带有或以其它方式与咖啡调味剂混合的原料。通常借助这类风味载体将咖啡调味剂加至咖啡产品中，提供这样的载体使分散、计量定量和混合调味剂与咖啡产品更加容易。例如，可按一定的比例将调味剂加至风味载体中，以便可向研磨烘焙咖啡加入一致的重量百分比(例如，3％)的最终含有调味剂组合物的载体，而不管具体的调味剂或风味载体。风味载体可呈干燥、液体或糊状形式，加至研磨烘焙咖啡的含有调味剂组合物的载体可呈干燥、液体或糊状形式。
“速溶咖啡”指易流动的微粒咖啡产品，其通常经浓缩和干燥将水自先前制备的煮好的咖啡中蒸发而制备。典型的干燥方式，诸如喷雾干燥和冷冻干燥为本领域所知。速溶咖啡生产的实例可参见US 3,700,466，其全部公开通过引用结合于本文。
对于世界各国而言，“一份标准饮料量的煮好的咖啡(a standard serving ofbrewed coffee)”指按照本国的习惯供应的煮好的咖啡。例如，在美国，按两种不同方式，常规浓度和特浓(espresso strength)供应的煮好的咖啡。在两种情况下，采用约3-5克研磨烘焙咖啡制备煮好的咖啡。采用约3克密度为约0.33g/cc的研磨烘焙咖啡进行冲煮，冲煮出示例性Folgers商标的适度烘焙的ADC研磨咖啡。用约5-6液盎司(约150-175ml)水制备常规浓度的咖啡，而用约1.9液盎司(约55ml)水制备特浓(espresso strength)咖啡。因此，在美国，将“一份标准饮料量的煮好的咖啡”理解为涉及5-6液盎司(约150-175ml)的常规浓度煮好的咖啡以及约1.9液盎司(约55ml)的煮好的浓咖啡。
自动滴流煮咖啡机
本发明涉及为通过热水萃取来制备煮好的咖啡而设计的任何自动滴流煮咖啡机(“ADC”)的用途，其中将热水滴在研磨烘焙咖啡床上。尽管可采用宽温度范围的热水，但冲煮的热水的示例性温度范围可包括约70-120℃、约80-110℃、约80-100℃或约90-100℃。
通常，将研磨烘焙咖啡放在“冲煮篮”，即具有顶部开口和底部限定的一个或多个排出口的容器中，在大部分情况下，冲煮篮包含纸或金属筛或塑料筛咖啡过滤器。冲煮篮通常成形为截顶圆锥体或其它类似楔形的形状，以至其侧壁直接流向容器底部更加受限的区域。最常见的冲煮篮被称为“篮”型和“圆锥”型。一旦打开，机器就自动加热先前放在其水贮罐中的水，然后用该加热的冲煮水滴落在冲煮篮中的咖啡床上经过适当的时间段(“冲煮循环时间”)。另一种类型的机器具有热水被新加入的水替代的贮罐。在任一种情况下，在大气压或略微高于大气压下，机器将稍低于沸点至大致沸腾的热水传送至冲煮篮。当水穿过咖啡床时，自研磨烘焙咖啡萃取出咖啡风味固体，从而生成煮好的咖啡。然后这样制作的煮好的咖啡穿过咖啡过滤器，再经过冲煮篮中的一个或多个排出口，在那里它被收集在通常放在一个或多个排出口下面的合适的玻璃瓶中。
有许多不同规格的自动滴流煮咖啡机上市。供消费者使用的大部分自动滴流煮咖啡机被设计为每个冲煮循环制备4-12份标准饮料量的煮好的咖啡。自动滴流煮咖啡机的第一个改变具有冲煮1-3份标准饮料量的选择。自动滴流煮咖啡机的第二个改变，一般称作，“4杯”冲煮机(brewers)，被设计为冲煮最多4份标准饮料。有几种甚至能冲煮单杯，尽管这些通常是高压冲煮机而非“滴流”冲煮机。商用或工业用自动滴流煮咖啡机一般设计为每个冲煮循环制备10-30份标准饮料量的煮好的咖啡。本发明的研磨烘焙咖啡片可用于所有这类自动滴流煮咖啡机，而不管其冲煮篮的构造。因此，针对此设计的煮咖啡机的最少份数饮料量可因机器与机器的不同而变化，可为一份饮料量、4份饮料量、10份饮料量或其它某些份数的饮料量。
尽管本申请的本发明咖啡片可有利地用于许多不同类型的煮咖啡机，包括许多不同类型的自动滴流煮咖啡机，但本文描述的特殊冲煮性能特性(例如，得率、冲煮固体百分比、总冲煮固体、吸收度、等)相当于在具有水传递速度约2.5g/sec-3.1g/sec，例如，水传递速度约2.7-2.8g/sec的4-12杯自动滴流煮咖啡机(“ADC”)中冲煮本发明的咖啡片。两台这类ADC机是Mr.Model DR13煮咖啡机和Mr.Accel(Model PRX 23)煮咖啡机，它们二者的水传递速度都为约2.75g/sec。如期望的那样，具有显著较高的水传递速度的ADC机可产生较低的总萃取量(和对应于较低的冲煮固体浓度、得率和吸收度)，因为更快流动的水吸收咖啡固体的时间更少。然而，相对于在相同冲煮条件下的相应烘焙和研磨咖啡的冲煮性能，采用较高水传递速度的ADC(例如，水传递速度为约10-11g/sec的Pour-Omatic GR)煮好的咖啡的相对冲煮固体指数、得量比(yield ratios)或吸收度比可比得上本文对水传递速度为约2.5g/sec-3.1g/sec的ADC机描述的那些值。
成分
实际上可自任何类型的研磨烘焙咖啡制备本发明的咖啡片。
研磨烘焙咖啡自咖啡豆制备，它是生长在全世界狭窄的亚热带区域中的咖啡树上的“咖啡果(cherries)”种子。有许多咖啡品种，然而，通常公认有两种主要的商用咖啡种类：阿拉别卡咖啡树(Coffea arabica)(此处称为“咖啡树子(Arabica(s))”)和罗伯斯塔卡尼福拉咖啡树(Coffea canephora var.robusta)(本文称为“大粒咖啡树(Robusta(s))”)。来自阿拉别卡咖啡种类的咖啡可被描述为来自巴西的“Brazils”，或生长在其它优质咖啡生产国家的“Other Milds”。通常公认优质阿拉别卡咖啡国家包括哥伦比亚、危地马拉、苏门答腊、印尼、哥斯达黎加、墨西哥、美国(夏威夷)、萨尔瓦多、秘鲁、肯尼亚、埃塞俄比亚和牙买加。来自罗伯斯塔卡尼福拉咖啡树种类的咖啡典型地用作低成本增量剂或用作阿拉别卡咖啡的额外咖啡因来源。这些大粒咖啡树一般生成在西非和中非较低的区域、印度、东南亚、印尼和巴西。参见，US 2008/0118604，其公开通过引用结合于本文。
事实上，任何以上种类和类型的咖啡都可用来制备本发明的咖啡片。一种不含任何粘合剂或用作粘合剂的液体风味载体的研磨烘焙咖啡生成具有极差硬度和脆性的咖啡片。该咖啡的咖啡堆密度为约0.353g/cm3，水分含量为约2.2％和相对高百分比的“咖啡豆屑(fines)”。尽管不打算囿于任何特定的理论，仍相信低水分、高密度和高咖啡豆屑百分比的组合共同产生这些相对差的结果。也可采用不同咖啡种类和类型的混合物。
当自咖啡果取出时，咖啡豆通常具有清晰的绿色和高水分含量。因此，通常在出口前将它们典型地干燥至水分含量约12％。历史上，日光干燥是供选择的方法，尽管由于为此目的可得到的干燥机的可靠和效率，目前通常采用机器干燥。参见Sivetz等，CoffeeTechnology,"干燥绿色咖啡豆",112-169页(1979)。Sivetz还强调过分干燥可能对咖啡质量产生不可挽回的损害。
在干燥到约12％水分含量后，通常将咖啡豆出口到消费国，在那里通过烘焙随后研磨将它们加工成常用研磨烘焙咖啡。本领域已知的任何种类的烘焙技术可用来烘焙本发明方法中的绿色咖啡。在制备常用烘焙和研磨咖啡的正常操作中，可在温度范围约176.8-371.1℃(350-700°F)，或约176.8-260℃(350-500°F)，或约204.4-232.2℃(400-450°F)，或约260-287.8℃(500-550°F)，或约315.6-348.9℃(600-660°F)的热气介质中烘焙咖啡豆，烘焙时间取决于冲煮时想要的咖啡饮料中的风味特点。在以间歇工艺烘焙咖啡豆时，在上述给定的温度下的各批烘焙时间通常为约2分钟-约20分钟，和可为例如，约10-20分钟或约12-18分钟或可能为约2-10分钟或约2-6分钟或约2-4分钟或约2-3分钟。在以连续工艺烘焙咖啡豆时，咖啡豆在烘焙炉中的停留时间通常为约30秒-约9分钟，和可能为例如，约30秒-约6分钟或约30秒-约4分钟或约1-3分钟。烘焙程序可能涉及固定床烘焙以及流化床烘焙。优选类型的烘焙应该是采用快速烘焙炉。尽管在这一点上可采用任何热传递方法，但通常为了方便采用对流热传递，尤其是强迫对流。对流介质可为惰性气体，或者，更典型地是空气。典型地，将咖啡豆放到沸腾床或流化床烘焙炉，在那里它们接触入口空气温度为约350°-约1200°F(约177℃-约649℃)，优选约400°F-约800°F(约204℃-约427℃)的热空气流，烘焙时间为约10秒至长于约5.5分钟，优选约10-约47秒。
如咖啡行家所熟知的那样，就其亨特色度水平而言，通常涉及到烘焙咖啡豆的程度或范围。亨特色度"L"等级系统通常用来定义咖啡豆的颜色和它们已经被烘焙到的程度。亨特色度"L"级别值是光反射率测量单位，值越高，则颜色越浅，因为较浅色的材料反射更多的光。因此，在测定烘焙程度时，"L"级别值越低，烘焙程度越大，因为烘焙程度越大，烘焙咖啡豆的颜色越深。通常在随后加工(例如，研磨和/或压碎)成冲煮咖啡产品前，测定烘焙、猝灭和冷却的咖啡豆的该烘焙色度。然而，可对最终制品测定色度，在这种情况下就其本身确定色度。参见，R.S.Hunter,"光电色差计,"J.of the Optical Soc.of Amer.,48卷(1958)985-95页。
可由烘焙到任何想要的从约10L(极黑)-约25L(极浅)的烘焙色度的咖啡豆制备用来制作本发明咖啡片的研磨烘焙咖啡。在某些实施方案中，预期快速烘焙咖啡豆至约13-约19亨特L单位，优选约14-约18亨特L单位和甚至约15-约17亨特L单位的平均色度。
一旦烘焙咖啡豆，就将其研磨至想要的平均粒度。如经Sympatec Rodos Helos激光粒度分析仪的激光衍射测定的，常见的平均粒度大约为低至250μm(微米)和高至3mm。更感兴趣的平均粒度大约为400μm-1,000μm、500μm-800μm和甚至650μm-750μm、800μm-950μm和850μm-900μm。可将咖啡豆研磨至其它平均粒度，包括例如，约400μm-1.5mm或约300μm-约1,000μm或甚至约1-2mm的平均粒度。还认为，在制片压制期间，较大的咖啡颗粒可能破裂，在压制成的咖啡片中产生较小的平均粒度。
可自研磨到任何这些粒度的研磨烘焙咖啡制备本发明的研磨烘焙咖啡片。也可采用咖啡碎片。当然，可存在围绕这些平均粒度的粒度分布，以致研磨可被分布范围进一步特征化。一种方便的测定是Q250，小于250微米颗粒的百分比，它表示包含在该分布中并有助于组成平均大小的精细颗粒(或“细粉”)的量。
如熟练的咖啡行家所意识到的，根据所用的咖啡的种类、烘焙咖啡的方法、烘焙咖啡的颜色、研磨咖啡的粒度、水分含量和其它因素，不同的研磨咖啡表现出不同的堆积密度。根据本发明，可由具有任何常用密度的研磨烘焙咖啡制备本发明的咖啡片。因此，例如，如果想要，例如，可由具有“常规”密度范围介于约0.26g/cc-0.35g/cc之间，诸如，0.263g/cc、0.288g/cc、0.325g/cc和0.35g/cc的研磨烘焙咖啡制备本发明的咖啡片。
作为选择，如需要，可由具有更大或更小密度的研磨烘焙咖啡制备本发明的咖啡片。例如，可由密度为>0.4g/cc，例如，密度为不超过约0.6g/cc的高密度咖啡制备本发明的咖啡片，尽管期望甚至更高的密度。类似地，也可由密度为<0.18g/cc-0.26g/cc，例如，密度为0.18g/cc-0.26g/cc、0.20g/cc-0.25g/cc或甚至0.22g/cc-0.23g/cc(诸如约0.19g/cc、约0.20g/cc、约0.21g/cc、约0.22g/cc、约0.23g/cc、约0.24g/cc或甚至约0.25g/cc)的低密度咖啡制备本发明的咖啡片。在这点上，参见U.S.5,160,757描述的如何制备低密度咖啡和U.S.5,227,188描述的如何制备高密度咖啡。这两项专利的全部公开通过引用结合于本文。
如熟练咖啡内行所意识到的，根据所用咖啡的种类、烘焙咖啡的方法、烘焙咖啡的颜色、研磨咖啡的粒度和其它因素，不同的研磨咖啡也表现出不同的水分含量。所以，例如，可由水分含量为约1-约7％重量、约2-约7％重量、约2-约6％重量、约3-约6％重量和约4-约5.5％重量的研磨烘焙咖啡制备本发明的咖啡片。不采用粘合剂或用作粘合剂的液体风味载体，水分含量小于约2.5％重量的某些研磨烘焙咖啡不可能制备具有可接受的脆性的咖啡片；因此，任何这些范围可能的较低界限为约2.5％重量。
通常说来，也可由两种或更多种上述咖啡的混合物制备本发明的咖啡片。所以，例如，可由具有不同的密度、不同的亨特L色度、不同的粒度、不同的水分含量和它们的不同组合(即，一种研磨烘焙咖啡可能具有低密度和高水分含量而另一种研磨烘焙咖啡可能具有中等密度和低水分含量)的研磨烘焙咖啡的混合物制备本发明的咖啡片。因此，如需要，可由普通和高密度咖啡的混合物、普通和低密度咖啡的混合物、高和低密度咖啡的混合物和高、普通和低密度咖啡的混合物制备本发明的咖啡片。另外，可由具有高和低亨特L色度值、大和小平均粒度等的研磨烘焙咖啡的混合物制备本发明的咖啡片。
除以上研磨烘焙咖啡外，本发明的研磨烘焙咖啡片还可包含其它成分。例如，除了或代替上述研磨烘焙咖啡，还可采用各种去除咖啡因的以上咖啡。类似地，咖啡替代物诸如研磨菊苣、烘焙大豆和烘焙谷物诸如玉米、黑麦、小麦、大麦、燕麦、稻米、麦芽、斯佩耳特小麦、荞麦和小米可包含在本发明的研磨烘焙咖啡片中(在本上下文中速溶咖啡并非“咖啡替代物”)。如以下进一步讨论的，可包含咖啡调味剂。而且，可包含各种赋形剂诸如粘合剂和崩解剂。
合适的固体微粒粘合剂的实例包括淀粉，糖，改性淀粉，麦芽糖糊精，聚葡萄糖，角叉菜胶，树胶，可溶性纤维，纤维素，蜡，明胶，糖包括蔗糖、葡萄糖、右旋糖、糖浆和乳糖，天然和合成树胶包括阿拉伯胶、藻酸钠、角叉菜提取物、panwar gum、茄替胶(ghatti gum)、苎麻胶(mucilage of isapol husks)，羧甲基纤维素，甲基纤维素，聚乙烯吡咯烷酮，Veegum，落叶松阿拉伯半乳糖，聚乙二醇，乙基纤维素，这些化合物的任何盐和它们的混合物可作为粘合剂而包括在内。更感兴趣的固体粘合剂是羧甲基纤维素、乙基纤维素、麦芽糖糊精、明胶、阿拉伯胶、琼胶、改性玉米淀粉及其混合物。参见，例如，EP 813816 B1、U.S.6,090,431、U.S.6,277,428、EP 0229920和U.S.1,951,357。
令人惊喜地，已经发现，某些液体风味载体在咖啡片中起到粘合剂的作用。合适的液体风味载体包括25C°下，粘度为15-65cP(厘泊)、35-65cP、40-60cP或甚至45-56cP和表面张力为30-50dynes/cm、35-45dynes/cm或甚至35-40dynes/cm的那些。丙二醇是在咖啡片中起粘合剂作用的液体风味载体的好例子。其它实例包括但不限于，甘油、其它多元醇和聚乙二醇(PEG)。
如果采用，粘合剂存在的量将通常为基于全部组合物的重量的≤约10％重量、约0.5-约7％重量、约1-约5％重量或甚至约1.5-4％重量或甚至约2-约4％重量。然而，并不需要加入一种或多种粘合剂，事实上，在许多实施方案中，本发明的咖啡片基本没有粘合剂。
也可采用所有以上成分的混合物，即不同的研磨烘焙咖啡、不同的研磨烘焙去除咖啡因咖啡、不同的研磨烘焙咖啡替代物、不同的调味剂和/或不同的赋形剂的混合物。如果这样，基于最终制备的咖啡片的重量，包含在用来制备本发明的研磨烘焙咖啡片的研磨烘焙咖啡固体中的研磨烘焙咖啡(普通和去除咖啡因)的量通常应为基于最终制备的咖啡片重量的至少约50％重量、更典型地至少约75％重量、至少约80％重量、至少约85％重量、至少约90％重量、至少约91％重量、至少约92.5％重量或甚至至少约95％重量。而且，尽管部分或所有该研磨烘焙咖啡可去除咖啡因，但至少在某些实施方案中仍想要基本上全部的研磨烘焙咖啡是“普通的”，即，非去除咖啡因咖啡。构思了本发明的咖啡片中至少5％重量、至少10％重量、至少25％重量、至少50％重量、至少75％重量或甚至至少90％重量的研磨烘焙咖啡为去除咖啡因的实施方案，这些实施方案的咖啡片中基本所有的研磨烘焙咖啡为去咖啡因的。
咖啡片大小和形状
尽管可按任何规格制备本发明的咖啡片，但至少在某些实施方案它们通常被设计成能产生单份标准饮料量的煮好的咖啡，或单份标准饮料量的整数倍(whole multiple)或较大分数(major fraction)。例如，在某些实施方案中，本发明的咖啡片可设计成能产生单份标准饮料量的整数倍的饮料，例如，产生两份标准饮料量的煮好的咖啡或三份标准饮料量的煮好的咖啡。在其它实施方案中，可将本发明的咖啡片做得更大，以产生多于单份标准饮料量的咖啡，和可能设计成带表面刻痕令使用者优先将咖啡片破裂成较小的预先设计的部分(即使咖啡片对半或掰成四份等)，然后可用各单份产生各份单独的咖啡饮料。在其它实施方案中，本发明的咖啡片可设计成能产生标准单份饮料的较大分数的饮料量，诸如1/2的标准饮料量或1/3的标准饮料量或1/4的标准饮料量。如果这样，本发明的咖啡片将含有相应更大或更少量的研磨烘焙咖啡。这未必意味着采用设计成能在标准自动滴流煮咖啡机产生单份标准饮料的一片单一咖啡片将总是必然地生成单一一份标准饮料量的可接受的冲煮咖啡。许多标准自动滴流煮咖啡机被构形为最低限度一次制作超过一份标准饮料量的咖啡，例如，最小四(4)份标准饮料量的咖啡，本发明的咖啡片并不一定能克服这类煮咖啡机的那种限制。对于设计成能制作单份咖啡标准饮料的这类咖啡片，人们会期望，例如，4片这类咖啡片以制作4份饮料量的可接受的冲煮咖啡，5片这类咖啡片制作5份饮料量的可接受的冲煮咖啡，7片这类咖啡片制作7份饮料量的可接受的冲煮咖啡等。对于设计成一次能冲煮一份饮料量的咖啡的自动滴流煮咖啡机，可期望每份饮料只用一片咖啡片。当然，消费者可能增加或减少这些数量以控制煮好的咖啡的浓度，满足他们特定的口感偏好(例如，任何与这种一片一份饮料比例(one-tablet-per-serving ratio)相同或更多或更少的咖啡片，诸如5片咖啡片，制作4份饮料，6片咖啡片制作4份饮料，3片咖啡片制作4份饮料等)。
如上所述，根据所用的咖啡的种类、烘焙咖啡的方法、烘焙咖啡的色度、研磨咖啡的粒度、水分含量和其它因素，不同的研磨咖啡表现出不同的密度。
至少在美国，制作标准冲调量的普通和特浓(espresso strength)的冲煮咖啡，需要约3克密度为0.33g/cc和标准水分含量为约1-7％的典型的研磨烘焙咖啡。因此，基于0.33g/cc的密度和约1-7％的标准水分含量，当设计成每片能制作一份标准饮料量的冲煮咖啡时，本发明的研磨烘焙咖啡片将通常含有约3±1克研磨烘焙咖啡，更典型地约3±0.5克研磨烘焙咖啡。本发明的示例性咖啡片的质量可小于约4克、小于约3.5克、小于约3.3克、小于约2.7克、约2.6-2.8克或甚至质量为约1.9克-约2.7克。更大或更小密度的研磨烘焙咖啡，例如，0.288g/cc，(和更大或更小水分含量，如以下进一步讨论的)需要相应更少或更大量的咖啡以制作一份标准饮料量的煮好的咖啡。
如上所述，当用密度为0.33g/cc和标准水分含量为约1-7％的研磨烘焙咖啡制作单份咖啡标准饮料时，将需要约3克这种咖啡。如以下进一步描述的，当在根据本发明的典型压实过程中进行压制时，这个体积的研磨烘焙咖啡会产生直径约25mm和厚度6-7mm量度的基本圆柱形咖啡片。当采用不同的密度和/或水分含量的咖啡时，将得到相应不同的咖啡片体积。类似地，按不同剂量规格制备的本发明的咖啡片，例如，为每片制作1/3一份标准饮料量的冲煮咖啡而制备的咖啡片也会有相应不同的规格。不同的咖啡片构形也是可能的。例如，构思椭圆形、心形、“枕形”和其它形状。此外，基本圆柱形咖啡片的至少一侧是凹的。此外或作为选择，咖啡片的外表面可以有纹、印花、表面刻痕或浮凸装饰。
包装和使用
打算将在合适的包装中的本发明研磨烘焙咖啡片提供给顾客，消费者和商业/工业使用者。许多类型的包装和包装原料，包括由塑料、纸、箔、玻璃纸或其它合适的原料制备的袋；由板纸、硬塑料、泡沫塑料等制备的盒；瓶、筒等，可用于这个用途。也可采用这些包装的组合。
如果想要，可按特定量包装本发明的研磨烘焙咖啡片，以制备预定量的咖啡。例如，可按4片一组包装设计成每片咖啡片制作单份饮料量的咖啡的咖啡片，以方便在单一冲煮循环中制作4杯咖啡。作为选择，可按3片一组包装设计成每片咖啡片制作1/3份饮料的咖啡的3片咖啡片，以方便在单一冲煮循环中制作单份饮料量的咖啡。为方便顾客，可将咖啡片包装设计成可重复封口的。在这样的构造中，因为顾客周期地使用咖啡片，剩下的未使用的咖啡片可再密封于包装中，保持产品新鲜。
本发明的特有优点是，由于本发明的咖啡片含有预定量的研磨烘焙咖啡(和其它任选的成分)，调节剂量包括在相同冲煮中合并不同的本发明的咖啡片以实现想要的明确风味相当容易。所以，例如，想要制作比普通更浓烈的冲煮咖啡的消费者可用5片而不是4片本发明的咖啡片(具有单份饮料规格)冲煮4份饮料量的冲煮咖啡。类似地，想要制作具有减少的咖啡因含量和“些许”法国香草风味的冲煮咖啡的消费者可使用3片由普通研磨烘焙咖啡制备的本发明咖啡片、2片由去除咖啡因的咖啡制备的咖啡片和1片有法国香草风味咖啡的咖啡片。因此，构思了冲煮咖啡的方法，其包括(a)将至少一片或一片的一部分的第一种类型的咖啡片(调味或未调味)和至少一片或一片的一部分的第二种(调味或未调味)类型的咖啡片放入ADC煮咖啡机和(b)开动ADC煮咖啡机的冲煮循环，用各咖啡片或咖啡片各部分冲煮咖啡。
本发明的咖啡片的另一个优点是，在可比较的基础上，即基于相同的咖啡提供量，它们比常用的研磨烘焙咖啡的规格更小。这允许本发明的咖啡片的以更小的包装上市、运输和出售，这依次有益于环境。特别是体积小于3.2cm3、小于2.9cm3和小于2.3cm3的咖啡片具有特殊的重要性。
使用中，自咖啡片包装中取出适当数量的咖啡片，用手放在自动滴流煮咖啡机的冲煮篮中，然后按普通方法冲煮成煮好的咖啡。
咖啡片制备
如上所述，根据本发明，以这种方法制备的本发明的研磨烘焙咖啡片在冲煮循环开始与热冲煮水接触时，基本上能立即(或者至少极快地)崩解。另外，也可将其制作成能抵抗来自制备和使用期间它们受到的手工处理的显著破裂。尤其是，将本发明的咖啡片制备成在冲煮前具有充分的硬度和脆性，以承受制备、加工、包装、运输和使用的所有方面而不破裂到任何显著的程度。
根据本发明，通过多步骤压制，即通过在相同压实冲模中进行的多步骤压实过程将研磨烘焙咖啡压成定形物产品，在压实冲模中以第一个压实压力压制研磨烘焙咖啡，随后在相同压实冲模进一步压制至少一次以上，实现本发明的研磨烘焙咖啡片的制备。用在相同压实冲模中进行的多步骤压实过程制备本文讨论的许多咖啡片，在压实冲模中以相对较低的压制压力预压制研磨烘焙咖啡，随后以相对更高的压力在主要或首要压制步骤中进一步压制。根据本发明，已经发现，该方法使要制备的咖啡片比经单一步骤压实过程制备的具有相同密度的其它方面都相同的咖啡片将更坚固。这就是说，经本发明多步骤压实过程制备的咖啡片比具有相同密度但用常规单一步骤压实过程制备的其它方面相同的咖啡片更坚固(如对硬度、脆性或二者所测定的，以下进一步讨论)。作为选择，可采用在相同压实冲模中进行的多步骤压实过程制备咖啡片，开始在压实冲模中以相对更高的压实压力压制研磨烘焙咖啡，随后在单独的压制步骤中以相对更低的压力进一步压制。第二种方法对于某些机器可能成问题，因为它们采用测定的最高压实力或压力控制许多原料如何放进冲模(以比想要更高的力表明已经放进太多原料)，且基于更高的预压制的控制可能比基于更高的主压制的控制更不准确。尽管开始用相对较低的压实压力，随后在单独的压实步骤中以相对更高压力进一步压制，实现本文的许多实施例，和本文的许多讲述在该上下文中，但应理解，通过在相同冲模中采用三次或更多次总压制和/或以不同于最终压制步骤的相对更高的压实压力，可得到本文所述的许多优点，事实上，本文的任何方法可被认为能在相同冲模中采用3次或更多次总压制和/或以不同于最终压制步骤(例如，第一次或第二次或第三次非最终压制)的相对更高压实压力进行。
尽管本发明的多步骤压实过程通常将以两个压实步骤进行，也可采用通常在预压制和主压制步骤中遇到的各压实压力之间的压实压力的一个、二个、三个、或更多个额外的中间压实步骤。然而，如需要，也可在各中间压实步骤中采用更大或更小的压实压力。
已经发现，大约25-约80kN(千牛)、约35-约65kN或甚至约40-约50kN的压缩力或压实力适用于主压制步骤(基于直径为约24mm-约25mm的咖啡片)。因此，这些主压缩力通常为>约25kN、>约35kN、>约40kN，以及另外通常<约80kN、<约55kN或甚至<约50kN。在压实(假定24.5mm片直径)期间表示为施加的压力，相应的压制应>约53.0MPa(or N/mm2)、>约74.2MPa、>约84.8MPa，以及另外通常<约169.6MPa、<约116.7MPa或甚至<约106.1MPa。根据要加工的研磨烘焙咖啡的种类、粒度和其它性质，要制备的咖啡片的想要的密度、强度和硬度和如下进一步讨论的某些生产变量，更大或更小的压缩力可被采用，且基于本文的讲述通过常规实验可容易地确定。
已知许多方法用于通过压制由颗粒原料形成咖啡片和其它形状制品。大部分的这类工艺需要(1)用要制片的原料装填冲模，底部典型地经底部工具封闭(2)在上下工具之间压制装填的原料，和(3)自冲模中弹出这样形成的咖啡片。
压制可为单工位(single station)或多工位(multiple station)。在本上下文中，“工位”指单一冲模及其相关的顶部和底部工具。在单一工位压制中，采用单一固定冲模，所有的操作(例如，装填、压制和弹射)都在相同位置发生。在多工位压制中，诸如旋转咖啡片压制中，多套冲模及其相关的顶部和底部工具从一个位置移到另一个位置，其中进行分开的装填、预压制、主压制和弹射操作。
例如，典型的旋转压片机具有包括形成自多个冲模工位的冲模台的转台(turret)。包括冲模台的转台旋转通过压片机，以使各冲模被连续带至压片机中不同的装填、压制和弹出位置。在装填位置装填冲模，要制片的原料在预压制和主压制位置被压实，从而形成的咖啡片在弹射位置从冲模中弹出。用于在预压制和主压制位置压制要压实原料的顶部和/或底部工具的冲击(Actuation)可经许多不同的方式进行，包括采用凸轮、斜轨(ramps)、压辊或它们的组合，它们都可设计成能对与各冲模连在一起的底部和顶部工具施力。压辊或其它工具压制装置的大小可能限制对预压制和主压制位置的接近，这可能被冲模圆周长的约1/4分隔开，例如，个压实冲模圆周长。在一个实施方案中，尽管在该延迟期间咖啡原料可能处于压制中，但例如，通过采用旋转压片机配有的轨道、斜轨或其它装置控制工具，可能将冲模工具保持在接近压制的位置而并不发挥额外的压实力。在普通旋转压片机运行速度下(例如，15-60rpm)，预压制和主压制步骤之间的这种延迟可能持续约80-900毫秒或150-400毫秒或200-290毫秒，或约15-23倍于预压制和/或主压制保压时间中的任一个。因此，尽管各预压制和主压制步骤可能极短暂(例如，预压制和主压制保压时间介于7-45毫秒之间)，但自预压制步骤开始至主压制步骤的完成的总时间可能8-15倍于预压制和主压制辊压制下的总时间。该总压制时间可能为，例如，约0.1-1秒、约0.18-0.5秒或0.22-0.36秒。因此，甚至较少地调整预压制和主压制步骤的保压时间可能会导致咖啡片制备速度的显著变化，因为对旋转压片机运行速度的调整通常与这些保压时间的调整成比例。
在典型的旋转压片机中，各冲模经一组压制，凸轮单独旋转360°，每个冲模制备一片咖啡片。在其它旋转压片机中，可能提供额外的装填、压制和弹出位置，以在凸轮的单个360°旋转中使每个冲模制备2片或更多片。尽管已经在典型的旋转压片机中包括预压制位置，但现有技术制片期间所施加的预压缩力的量通常是最小的，其目的是压迫或挤出来自要制片的粉末的气穴(pockets of air)，以避免所产生的咖啡片的空隙或破裂。
通常说来，在主要和基本压制步骤中更长的保压时间需要更小的压缩力。可通过增加被压辊或其它压制装置冲撞的工具，通常称为刀头(tool heads)的各部分的规格，实现保压时间的某些增加。然而，压制保压时间更显著地增加典型地需要更慢的机器运行速度，为得到想要的保压时间段，使顶部和底部工具与压辊(或其它压制装置)成一直线。因此，大大延长的咖啡片压实的保压时间通常因需要大大减慢设备运行速度而限制咖啡片生产速度，从而减慢制片工艺的其它步骤(例如，装填、预压制或完整的咖啡片的弹出)。
如上进一步指出的，用来具体应用于本发明的压缩力也取决于想要的本发明的研磨烘焙咖啡片的性质。在这点上，已经发现，在一定限度内，更大的压缩力产生更坚固的咖啡片，相反，更小或更弱的压缩力产生更脆弱的咖啡片。另一方面，太高的压缩力会使咖啡片脆弱。事实上，例如在工作实施例(参见，例如，实施例14)中所显示的，单单依靠提高压缩力，而不考虑保压时间、预压制量或这类其它因素，可能不足以制备所需强度的咖啡片。
可用几种方式方便地测定本发明的研磨烘焙咖啡片的强度/坚固性，它们中的两个实例包括测定咖啡片的硬度和脆性。硬度测定使咖啡片轴向破裂的所需要的力。可通过劈裂试验测定咖啡片硬度，其中将咖啡片置于两砧之间，向各砧施加压力直到咖啡片破裂。把刚好使咖啡片破裂的破碎力作为咖啡片的硬度，偶尔也称其为"咖啡片压碎强度"。可采用熟练的咖啡行家已知的然后数量的装置和技术，包括，例如，Stokes(Monsanto)检测仪、Strong-Cobb检测仪、Pfizer检测仪、Erweka检测仪、Heberlein(或Schleuniger)检测仪、Key检测仪、VarianVK200片硬度检测仪和Van der Kamp检测仪和与这些装置中的每一个有关的技术，测定制品的硬度。根据本发明，当采用设定在N(牛顿)模式的Varian VK200咖啡片硬度检测仪测定时，所制备的本发明的研磨烘焙咖啡片的硬度通常≥约30N(牛顿)。硬度大约为≥约40N或≥约50N甚至是更感兴趣的，而硬度≥约60N、≥约70N、≥约80N、≥约90N、≥约100N和甚至≥约110N和更高是可能的。
脆性测定在预设条件下翻滚后，咖啡片剥落、破碎或碎裂的原料的量。为方便起见，可采用可市售得到的双腔脆性筒的Varian脆碎度测定器经以25rpm的速度旋转在测定器的筒中的25克咖啡片100转，然后确定通过#4美国标准丝网筛的这些咖啡片的量，测定本发明的咖啡片的脆性。咖啡片应不破损而获得25克，但调整完整的咖啡片的数量，以尽可能地接近25克。通过这种筛的原料的重量与最初装载的咖啡片的总重量的比例代表这些咖啡片的脆性。根据本发明，已经发现，当用上述方法制备时，本发明的咖啡片的脆性可为<约10％、<约8％、<约6％、<约3.5％、<约3％或甚至<约1％。
一般说来，具有以上性质组合即，至少约30N(牛顿)硬度和小于约10％脆性的咖啡片的密度应大约为≥0.85g/cm3、≥0.87g/cm3、≥0.90g/cm3、≥0.92g/cm3、≥0.95g/cm3、≥0.97g/cm3和甚至≥0.99g/cm3。密度为≥0.90g/cm3、≥0.92g/cm3、≥0.95g/cm3、≥0.97g/cm3和甚至≥0.99g/cm3的咖啡片是特别重要的。
表面包衣可增加咖啡片的强度，允许在降低的压实力下制片。用于制备包含在本发明的咖啡片中的粘合剂的上述任何材料可用来制备这类包衣。
根据本发明，通过采用掰开两个或更多个压制步骤，预压制步骤、主要或基本压制步骤和任选地，一个或多个中间压制步骤的多步骤压实过程，它们全部在相同冲模中进行，制备具有以上性质的本发明的研磨烘焙咖啡片。换句话说，一旦将研磨烘焙咖啡装填入特定的压实冲模，就在被从其中弹出前，使在该相同冲模中经过产生完整的咖啡片需要的所有压实步骤。通常，该方法允许在主压制步骤中采用更小的压缩力，它依次对压片机安排更小的压力。另外，与通常涉及更小的压缩力的延长的保压时间相比，该方法还允许减少压制保压时间，这使压片机更快运转。最终，如上所述，该方法还允许制备出比经单一步骤压实过程制备的其它方面都相同的咖啡片更坚固的咖啡片(在给定的咖啡片密度下)。
当采用该方法时，希望预压缩力为至少约5kN(基于直径为约24mm-约25mm的咖啡片)或约10.6MPa预压制压力(对于24.5mm直径的咖啡片)。预压缩力如此低可能需要使用粘合剂或具有粘合剂性质的液体风味载体，以在每个冲模相对高的制备速度下得到具有可接受的脆性和硬度的咖啡片(如以下数据所表明的，采用某些粘合剂或具有粘合剂性质的液体风味载体也允许以每个冲模相对高的制备速度用单此压制制备咖啡片，得到可接受的脆性和硬度)。
此外，已经发现，约25kN、约35kN、约12-约40kN、约18-约35kN或甚至约25-约35kN的压缩力适用于该预压制步骤(基于直径为约24mm-约25mm咖啡片)。因此，这些预压缩力通常将为约25kN、约30kN或>约12kN、>约17kN、>约18kN、>约20kN、>约25kN、>约35kN，以及另外通常<约40kN、<约35kN或甚至<约30kN。表达为压实期间施加的压力(假定24.5mm咖啡片直径)，相应的预压制应为约53.0MPa(或N/mm2)、约63.6MPa或>约25.5MPa、>约36.1MPa、>约38.2MPa、>约42.4MPa、>约53.0MPa、>约74.2MPa，以及另外通常<约84.8MPa、<约74.2MPa或甚至<约63.6MPa。已经发现，表达为主压缩力的百分比，为主压实力的约20-100％、30-90％、40-80％或甚至50-75％的预压实力适用于预压制步骤(基于直径为约24mm-约25mm的咖啡片)。因此，这些预压缩力应通常>约20％、>约30％或>约40％，以及另外通常<约100％、<约90％或甚至<约80％的主压缩力。根据要加工的研磨烘焙咖啡的种类、粒度和其它性质，要制备的咖啡片的想要的密度、强度和硬度和以下进一步讨论的某些制备变量，可采用更大或更小压缩力，且可通过基于本文所述的常规实验，容易地予以确定。
在这点上，图1表示改变预压缩力对获得的本发明研磨烘焙咖啡片的硬度、脆性和萃取效率的影响。该图绘自经两步骤压实过程制备的一组咖啡片的实验，其中咖啡片首先经受介于约0.3kN-约50kN范围内的预压缩力，之后在相同压制冲模中经受介于约10-约70kN范围内的压缩力。已经用作为1的极低/毫无的初始压制将图1中的数据归一化为观察值。如图1中所示，当用来制备本发明的咖啡片的预压缩力在约20％-约100％的主压缩力之间变化时，制备的咖啡片的硬度增加多达40％(以约0.70的预压制/主压制比)，而制备的咖啡片的脆性下降多达80％(以约0.55的预压制/主压制比)。根据本发明的这个方面，这使得按照需要设计具有预定的硬度和脆性的组合的本发明咖啡片成为可能。
如上所述，至少当采用多工位压片机进行时，采用本发明的多步骤压实过程制备本发明的咖啡片的一个优点是，压片机运行速度快过在如果采用单一步骤压实过程的情况下进行的速度。它的可能是因为可将比单一压制步骤中发生所需的压制更小的压实力用于主要或基本压制步骤。另外，采用多个压制步骤使在主要或基本压制步骤中需要的保压时间，即研磨烘焙咖啡保持在压实下的时间的量要小于只采用单一压实步骤所需要的时间量。
在这点上，参见WO 2008/107342，它清楚地指出，为制备具有充分强度的研磨烘焙咖啡片而采用单一步骤压实(其中预压制极小或不存在)，必须以相当缓慢的速度(即，经0.1-2秒，优选0.2-0.8秒的过程)压制研磨烘焙咖啡，然后保持其最终体积额外显著的时间段(即，0.2-5秒，优选0.3-2秒和甚至更优选0.5-1.5秒)。相比之下，本文所述的本发明方法采用不采用缓慢压制和在最终体积下延长的保压时间的多步骤压实途径。根据本发明，已经发现，为最终压实而以这样的方式进行的预压制“制备”研磨咖啡，即必须以更小的压实压力进行更短的时间段制备完全压实的咖啡片。如在制备本发明的咖啡片中所提供的，认为研磨咖啡的这种预压制制备与想要的咖啡片主要压制结合打破了认为影响咖啡片的物理性质和冲煮性能的多个因素包括例如咖啡片强度/坚固性、咖啡片密度、咖啡片多孔性(包括疏水度、咖啡片体表面和内部的通道和通路的直径、长度和/或朝向)、组成咖啡片的咖啡的粒度、渗水性和水蒸汽渗透性之间的平衡。当在某些煮咖啡机中冲煮时，冲煮过程期间(例如，自动滴流煮咖啡机)其中的咖啡片暴露于蒸汽，相信水蒸汽渗透性在冲煮性能方面起显著作用。
因此，根据本发明的这个方面，所进行的本发明多步骤压实过程主压制步骤中的研磨烘焙咖啡的保压时间，即，在主压制步骤中其中的咖啡处于主动压制下的时间段，为≤约0.3秒、≤约0.25秒、≤约0.2秒、≤约0.15秒或甚至≤约0.1秒。事实上，预期大约为≤75毫秒、≤50毫秒、≤25毫秒、≤20毫秒和甚至≤15毫秒的保压时间并示于以下工作实施例中。
对于示例性旋转压片机，预压制和主压制保压时间可从旋转压片机的已知旋转速度和冲模旋转率(fraction of the die revolution)确定，对于冲模旋转率，平头(即，接触压辊、斜轨或凸轮的工具部分)通过压辊、斜轨或凸轮适用于预压制或压制。在旋转压片机上的压制位置限于分开的、瞬间位(如同用压辊冲撞工具的情况)时，冲模旋转率约等于工具头直径除以冲模圆周长。因此，这类应用中的保压时间(以毫秒计)可计算为：[(平头直径)/(2πx(旋转压片机冲模圆半径))]x[(60,000ms/min)/(RPM)]。作为一个实例，采用运行速度约51.7rpm的具有冲模圆直径410mm和平头直径15.52mm的29个工位的旋转压片机每小时可生产90,000片咖啡片，分别产生约14ms的预压制和主压制保压时间。
因为该保压时间是多工位压片机运行中的速度限制步骤，当采用本发明多步骤压制方法时，压片机运行可大大加快。因此，采用本发明方法，可市售得到的多级压片机可以每小时能生产≥50,000、≥75,000、≥100,000和甚至≥125,000片本发明的咖啡片的机器速度运行。因为不同的机器可能有两条或更多条独特的生产线(两个或更多个主压制步骤)，这因机器与机器的不同而不同，就每小时每个冲模每组压制的一些咖啡片而言，这可能有助于解释生产速度(例如，对于预压制/主压制实例，一组压制包括两种压制)。采用本发明方法制备本文的本发明的咖啡片，每小时每个冲模每组压制>1000片咖啡片；每小时每个冲模每组压制>1500片咖啡片；每小时每个冲模每组压制>2000片咖啡片；每小时每个冲模每组压制>2400片咖啡片；每小时每个冲模每组压制>2500片咖啡片；每小时每个冲模每组压制>2750片咖啡片；和每小时每个冲模每组压制>3000片咖啡片的生产速度是可能的，和甚至生产速度为每小时每个冲模每组压制>3100片咖啡片；每小时每个冲模每组压制>3450片咖啡片；和每小时每个冲模每组压制>3500片咖啡片是可能的。
能以这些压实压力、保压时间和生产速度进行多阶段压制的压片机可得自多个不同的商业来源包括和或者和
根据本发明的另一个特征，已经进一步发现，由于其制备的途径，与其它都相同的常用研磨烘焙咖啡组合物(即，相同的未制片的研磨烘焙咖啡)相比，本发明的咖啡片在冲煮期间实现咖啡固体更大的总萃取。这就是说，当在典型的ADC煮咖啡机中采用本发明的咖啡片时，在得到的煮好的咖啡产品中萃取和回收的咖啡固体的总量比相同量的普通(未制片)研磨烘焙咖啡用于相同煮咖啡机时的更大。
在以下工作实施例中说明这一特征，实施例表明，本发明的咖啡片提供的基于重量的得量比即，从冲煮本发明的咖啡片回收的咖啡固体相对于从冲煮基本等量的未制片(但其他方面都相同)研磨烘焙咖啡回收的咖啡固体的比通常>1且在许多情况下>1.1、>1.15和甚至>1.2。而且，甚至当咖啡固体的得率，即从冲煮本发明的咖啡片回收的咖啡固体相对于冲煮前存在于咖啡片的咖啡量的比(即，[从煮好的咖啡萃取的咖啡固体克数]/[放在冲煮篮中冲煮咖啡的咖啡克数]x[100])为>26％、>28.5％或甚至>30％时，也是如此。
本发明的另一特征在于，如本文所述，本发明的咖啡片表现的提高的萃取效率(如通过例如，增加的吸收度、每克吸收度、得率和百分比冲煮固体所显示的)与用于本发明制备方法的预压制步骤的预压缩力的大小基本无关。这图示于图1中，这进一步表明，冲煮固体(即，煮好的咖啡产品中回收的咖啡固体的量)基本保持不受预压缩力大小变化的影响(当采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机时，0.36-1.3％或0.5-1％或0.42-1.5％或0.5-0.9％或0.50-0.75％的冲煮固体具有重要性)。由于这个特征，如上所述，可适当选择本发明的咖啡片的硬度和脆性而不影响冲煮效率的提高。
确定冲煮期间萃取的咖啡固体的量的另一个方法是测定煮好的咖啡的吸收度。实际上，吸收度是煮好的咖啡暗度的测定。以480纳米(nm)波长用分光光度计测定液体冲煮咖啡的光吸收量。选择480nm波长是因为它在与煮好的咖啡的褐色有关的可见光谱中的吸收特征相一致(即，褐色吸收)。更浓的咖啡冲煮液典型地表现出令人讨厌的显著的褐色吸收。因此，480nm下得到的吸收度值与一杯咖啡直观感觉到的黑色相关。实际上，例如，将煮好的咖啡试样放在8ml密封小瓶中并于室温下冷却15分钟；然后将试样移入试管，于480nm波长下用Genesys 10分光光度计测定吸收度。吸收度值>1.1、>1.25和>1.7和<3.5、<2.5和<1.75具有重要性。根据煮好的咖啡吸收度的这个基本测定，其它几个值具有重要性，包括：吸收度比值(来自咖啡片的冲煮液的吸收度/冲煮相同未制片研磨烘焙咖啡的吸收度)；每克吸收度(吸收度/放在冲煮篮中的咖啡克数)(例如，基于10片咖啡片)；和吸收度/克比：(吸收度/咖啡片克数)/(吸收度/相同未制片的研磨烘焙咖啡克数)。吸收度比值>1、>1.06和>1.12具有重要性。每克吸收度值>0.06、>0.07和>0.09具有重要性。吸收度每克比>1.05、>1.15和>1.2具有重要性。
冲煮动力学
根据本发明的又一方面，进一步发现，由于其制备的方法，在整个冲煮循环过程中，本发明的咖啡片可能具有涉及其冲煮性能的改进的时间依赖性(也称为“冲煮动力学”)。例如，与由得自采用呈烘焙和研磨形式的未制片咖啡进行的冲煮的一个或多个等份的相同部分的瞬间萃取的咖啡固体浓度相比，在冲煮循环持续期间，特定的按时间先后排列的冲煮部分(例如，一个或多个等份形成最初、中间或最终的冲煮部分)萃取的咖啡固体的瞬间浓度(本文称为“瞬间萃取的咖啡固体浓度”)可能被改变。如本文所述，例如，冲煮动力学的“瞬间”测定(例如，瞬间浓度、瞬间吸收度或瞬间冲煮传递)描述一系列增量或顺序试样或与冲煮过程同步采取的等份之一诸如，一系列20秒定时等份的冲煮物之一的特征。
因此，根据本发明的这个方面，与采用本发明的咖啡片产生的初始部分的冲煮的瞬间萃取的咖啡固体浓度可能低于采用相应的未制片咖啡产生的最初部分的冲煮的瞬间萃取的咖啡固体浓度。固体浓度所低至的程度可能取决于，例如，压制咖啡片的湿润性和冲煮期间咖啡片破裂的速度。用总冲煮质量表示，在一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中，从1330g总冲煮质量得到的开始部分的质量为约200-300g。用总冲煮时间表示，在一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中，大约在630秒总冲煮时间中的开始100-150秒得到开始部分(按从开始萃取计时)。
此外或作为选择，根据本发明的这个方面，采用本发明的咖啡片产生的与冲煮的中间部分(例如，紧随涉及初始部分的时段的时段期间)有关的瞬间萃取的咖啡固体浓度(按一个或多个等份收集)可能大于采用相应未制片咖啡产生的冲煮的中间部分的瞬间萃取的咖啡固体浓度。用本发明的咖啡片的固体浓度高达的程度可能取决于，例如，涉及或产生自咖啡片内多孔颗粒崩溃的增加的可萃取性。用总冲煮质量表示，在一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中，紧随涉及开始部分的开始200-300g之后从总冲煮质量1330g取得的中间部分的质量为约200-300g。用总冲煮时段表示，在一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中，大约在630秒总冲煮时段中紧随100-150秒之后的大约80-130秒期间，移出中间部分，其中减去开始部分(按从开始萃取计时)。
如某些本发明的咖啡片提供的，在最初等份中显示的减少的瞬间萃取的咖啡固体浓度可被表示为在初始冲煮时段期间萃取的咖啡固体的量，作为整个冲煮期间的总萃取的咖啡固体的百分比。在一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中，在1330g冲煮中第一个200g期间萃取的咖啡固体为约5-15％的在整个冲煮期间萃取的总咖啡固体，以及可能为例如约5-11％的在整个冲煮期间萃取的总咖啡固体(作为与相应的烘焙和研磨咖啡的约30-60％固体萃取的比较)。
如某些本发明的咖啡片提供的，中间部分中表现的增加的瞬间萃取的咖啡固体浓度可被表示为在中期冲煮时段期间萃取的咖啡固体的量(在此期间收集用来形成冲煮的中间部分的一个或多个等份)，作为在整个冲煮期间的总萃取的咖啡固体的百分比。在一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中，1330g冲煮中的第一个250g之后的250g期间萃取的咖啡固体为约35-50％的在整个冲煮期间的总萃取的咖啡固体，以及可能为例如约40-50％在整个冲煮期间萃取的总咖啡固体(作为与相应的烘焙和研磨咖啡的约20-40％固体萃取的对比)。在另一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例中，在1330g冲煮中的第一个300g之后的200g期间萃取的咖啡固体为约33-40％的在整个冲煮期间萃取的总咖啡固体(作为与相应的烘焙和研磨咖啡的约15-27％固体萃取的对比)。
如本发明某些咖啡片提供的，在初始冲煮时段期间测定的减少的瞬间萃取的咖啡固体浓度，随后测定的随后中期冲煮时段期间测定的增加的瞬间萃取的咖啡固体浓度可表示为初始冲煮时段期间萃取的总咖啡固体除以中期冲煮时段期间萃取的总咖啡固体之比(反之亦然)。作为一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例，1330g冲煮中第一个250g期间萃取的总咖啡固体与该冲煮的下一个250g期间萃取的总咖啡固体的比率为约0.3-0.65(与约2-5的相应的烘焙和研磨咖啡比例相比)。作为另一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例，1330g冲煮中的第一个200g期间萃取的总咖啡固体与该冲煮的第一个300g之后的200g期间萃取的总咖啡固体的比率为约0.18-0.31(与约1.4-3.5的相应的烘焙和研磨咖啡之比相比)。作为又一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例，1330g冲煮的第一个200g期间萃取的总咖啡固体与该冲煮的第一个250g之后的250g期间萃取的总咖啡固体的比率为约0.14-0.25(与约1.0-2.2的相应的烘焙和研磨咖啡比率相比)。
另外，本发明制成片的咖啡产品的冲煮动力学如下，在采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的冲煮过程的某个中间点(例如，在1330g冲煮中的开始约600-850g)之后，萃取的咖啡固体的累积质量超过来自呈烘焙和研磨形式的相同未制片咖啡在其冲煮过程中相应点的冲煮的萃取的咖啡固体的累积质量。在这样一个实例中，该中间点为进入630秒总冲煮时段的约300-360秒。
此外或作为选择，冲煮时，在冲煮的开始部分，本发明的咖啡片产生的吸收度可能低于冲煮相应的未制片咖啡时的冲煮中的相同开始部分产生的吸收度。如本发明某些咖啡片提供的，在初始冲煮时段期间减少的吸收度，随后在随后的中期冲煮时段期间的增加的吸收度可表示为初始冲煮时段期间冲煮的吸收度除以中期冲煮时段期间冲煮的吸收度之比(反之亦然)。作为一个采用水传递速度为约2.5-3.1g/sec的自动滴流煮咖啡机的实例，1330g冲煮中第一个250g期间的吸收度与冲煮中下一个250g期间的吸收度的比率为约0.3-0.6(与约1.5-2.5的相应的烘焙和研磨咖啡的比率相比)。
速溶咖啡
根据本发明的另一个方面，已经发现，以少而适当的量包含于本发明咖啡片的速溶咖啡起粘合剂、崩解助剂和冲煮助剂的作用。
已经制备完全由速溶咖啡形成的咖啡片，但这类产品典型地不具有想要的常规研磨烘焙咖啡的风味和芳香特性。然而，速溶咖啡可以低水平与研磨烘焙咖啡混合，并根据本文所述制片。
根据本发明的这个方面，可包含在本发明研磨烘焙咖啡片中的速溶咖啡的量应足以在至少一个上述性质即，粘结强度,易于崩解和/或冲煮效率方面实现显著的改进，而不过分地改变制备的咖啡冲煮液的风味。通常，这意味着，基于咖啡片中咖啡固体的总量(即，研磨烘焙咖啡、去咖啡因研磨烘焙咖啡和速溶咖啡的总量)，所含速溶咖啡的量通常应为≥约0.5％重量、≥约1％重量或≥约3％重量。另外，这也意味着，基于咖啡片中咖啡固体的总量(即，研磨烘焙咖啡、去咖啡因研磨烘焙咖啡和速溶咖啡的总量)，所含速溶咖啡的量通常应为≤约15％重量，更典型地≤约10％重量或≤约6％重量、≤约5％重量或甚至≤约4％重量。也构思了其中本发明的咖啡片含有不超过20％重量或甚至30％重量速溶咖啡的实施方案。
可用多种不同的方法检测在咖啡片中存在的速溶咖啡。制备速溶咖啡的工艺改变了咖啡的组成。出现的一种组成变化是改变了存在的低分子量碳水化合物的浓度。在速溶咖啡中趋于增加的化合物是单糖，尤其是单糖甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖。可经多种方法测定这些糖。然而，在R.M.Noyes和C.M.Chu,“速溶咖啡制备中游离糖的原料平衡”,ASIC,15thColloque,Montpellier,1993中描述一种方法，其通过引用结合于本文中。与烘焙研磨咖啡相比，在速溶咖啡中的这三种化合物在增加。半乳糖是特别令人感兴趣的，因为先前的报道已经指出，半乳糖并不存在于烘焙研磨咖啡中。其它单糖可存在于研磨烘焙咖啡中，但认为它们以比它们在速溶咖啡中低得多的水平存在。在由烘焙研磨咖啡和速溶咖啡的混合物制备的咖啡片中存在的低分子量碳水化合物的量的这些差别不影响制备的咖啡冲煮物的风味，只要存在于咖啡片中的速溶咖啡的重量百分比保持在本文所述的范围内。在咖啡片的某些实施方案中的这些具体碳水化合物的感兴趣的水平包括：半乳糖的量>0.0005％重量或>0.001％重量或>0.003％重量；半乳糖的量<0.012％重量或<0.02％重量或<0.03％重量；阿拉伯糖的量>0.0045％重量或>0.005％重量或>0.0075；阿拉伯糖的量<0.04％重量或<0.07％重量或<0.1％重量；甘露糖的量>0.007％重量或>0.0075％重量或>0.008％重量；和甘露糖的量<0.03％重量或<0.04％重量或<0.06％重量。可采用如下的气相色谱确定这些糖：分析前将试样冻干以除去水；用二甲亚砜处理试样，以溶解糖，用tri-sils浓缩物使该溶液silated，这使游离糖形成挥发性复合物，将其直接注入气相色谱仪进行分析。这种方法的相对标准误差百分率对甘露醇为2.52％和对总游离糖为1.49％。
此外,尽管未经检验，速溶咖啡的可见外观和吸湿性的差异可允许速溶咖啡存在于经肉眼检查检测的咖啡片中，尤其是如果在显微镜下观察。例如，向烘焙研磨咖啡加入少量蒸汽不会显著影响烘焙研磨咖啡外观(可能它会变得更黑)。相比之下，已知速溶咖啡吸收蒸汽并可出现液化和可能“融化”。如果在通蒸汽和显微镜下观察前使要检验的咖啡片的破裂，这种视觉效果将可能更加显著。另外，不通蒸汽在显微镜下肉眼检查咖啡片可允许确定速溶咖啡在咖啡片中的存在。这是因为已知速溶咖啡具有非常不同于研磨烘焙咖啡的外观。用形成于研磨烘焙咖啡和速溶咖啡的咖啡片，这种不同的外观可能或不可能容易地检测，因为制片工艺可能改变颗粒的大小，使速溶咖啡颗粒和研磨烘焙咖啡颗粒之间的差异更难发现。
烘焙前干燥咖啡豆
本发明另一个有兴趣的方面涉及通过低水分干燥用来制备研磨烘焙咖啡(随后这些本发明的研磨烘焙咖啡片由其制备)的咖啡豆，即，在烘焙前，通过干燥这些咖啡豆至水分含量低于12％水平的常用咖啡豆，控制本发明的研磨烘焙咖啡片的规格和性质。尤其是，以这种方式干燥咖啡豆，这些咖啡片的脆性可能降低多达1/2、3/4、5/6、9/10和甚至99/100。而且，与由常规干燥的咖啡豆制备的其它方面都相同的咖啡片的体积相比，咖啡片体积可能相应减少大约10％、20％和甚至30％。
根据本发明的这个方面，在烘焙前，使咖啡豆从通常的水分含量约12％进一步干燥至水分含量≤10％、≤8％、≤7％、≤6％或甚至≤5％。因此，预期低水分干燥咖啡豆至约0.5-约10％、约2％-约7％、约2％-约6％、约3％-约6％或甚至约3％-约5％水分含量。这种额外的干燥可能发生在标准干燥的结尾或可能作为烘焙前的额外干燥步骤加入。然而，在任一种情况下，在烘焙前应降低水分。
这种额外的干燥可能以在一个或多个额外干燥步骤中的任何合适的条件发生并通过持续约1分钟-约24小时、约30分钟-约24小时、约1小时-约24小时、约1小时-约12小时、约1小时-约6小时或甚至约2小时-约6小时的干燥时间加热咖啡豆从70°至325°F(21°至163℃)或约70°F至约300°F、约120°F至约275°F或甚至约160°F至约250°F方便地完成。参见，例如，U.S.5,322,703和U.S.5,160,757，它们描述烘焙前低水分干燥咖啡豆的方法。这两篇专利的公开通过引用结合于本文中。
根据本发明的这个方面，在水分降低后，如上所述，再经任何常用技术烘焙得到的低水分咖啡豆。例如，低水分干燥的咖啡豆可放入沸腾床或流化床烘焙器，在那里它们接触入口空气温度为约350°-约1200°F(约177℃-约649℃)，优选约400°F-约800°F(约204℃-约427℃)的热空气流，烘焙时间为约10秒至不超过约5.5分钟，优选约10-约47秒。
可单独或与低水分干燥和常规干燥的其它咖啡豆混合采用低水分干燥的咖啡。
调味剂
液体和固体的调味剂可以常用量包含在发明咖啡片中。示例调味剂包括法国香草、榛子、意大利苦杏酒(amaretto)、卡普齐诺咖啡(cappuccino)、巧克力、薄荷、胡椒薄荷、肉桂、香草、焦糖、枫叶、乳脂糖(toffee)、南瓜、香料、爱尔兰奶油、CrèmeBrulee、和坚果调味料诸如杏仁和澳大利亚坚果等。
将调味剂加至咖啡产品时，可能出现多种困难。首先，通常以标准化水平而不是特别针对消费者类型的水平加入调味剂。因此，所有消费者都得到相同相对量的调味剂，无论他们是否喜欢更高或更低的调味剂浓度。其次，在运输和加工期间，调味剂可能分开，以使遍及大批咖啡产品的调味浓度可有不同(例如，在小罐顶部浓度低和在小罐的底部浓度高)。第三，冲煮循环期间涉及调味剂香味释放的时间的时机难以控制，即使可能希望在冲煮循环的不同的时间产生不同的香味。
根据本发明的另一个方面，将调味剂包含在本发明的咖啡片中大大地排除这些问题。例如，由于本发明的咖啡片的所有成分都压制在一起，就大大地避免了调味剂的分离。此外，美国专利号6,841,185中的干调味剂也有助于避免进料至设备中的分离，如在该专利中所述的。而且，因为可用不同的调味剂和用不同的量的调味剂配制本发明的咖啡片，所以，可通过适当选择和合并不同量的不同风味的咖啡片用于冲煮循环，可容易地按爱好定制甜味至想要的风味和浓度的煮好的咖啡。而且，由于可用位于遍及本发明的咖啡片的不同部分(例如，在中间、表面、在二者之间)的调味剂制备咖啡片，也可选择和控制与香味释放有关的冲煮循环中的时机。
如调制咖啡行家所意识到的，通常借助风味载体将咖啡调味剂加至咖啡产品中，所提供的风味载体更加容易使调味剂分散、对调味剂计量和使调味剂与咖啡产品混合。而且，这些含有载体的调味剂组合物可呈干燥、液体或糊状物形式。根据本发明，已经令人惊喜地发现某些风味载体在咖啡片中起到类似粘合剂的作用。例如，胶囊化调味剂，诸如在U.S.6,841,185中描述的那些也可采用。该专利的全部公开通过引用结合于本文中。在这点上，根据本发明的这个方面，进一步发现，如与不含调味剂的咖啡片比较的，通过将调味剂加至采用描述于U.S.6,841,185中的固体载体的本发明的咖啡片中，得到在煮好的咖啡产品中产生更大得率的咖啡固体的更坚固的咖啡片。
在配制本发明的咖啡片中采用干燥调味剂具有多种益处。在制片前，使干燥调味剂与干燥咖啡组合物混合，确保风味均匀分布于咖啡中。另外，采用干燥风味组合物制备的咖啡片中的某些调味剂可结合进位于咖啡片的一个或多个表面或中间的单独的干燥层。也可能使一部分调味剂与研磨烘焙咖啡混合而第二部分调味剂存在于咖啡片的表面或分布在带其它调味剂层的多层排列中。这不仅给消费者提供存在一种调味剂或多种调味剂的感兴趣的视觉信号，而且也考虑到与要结合进咖啡片的调味剂香味释放有关的定时释放特征。例如，第一种调味剂层可放在咖啡片的外部以释放第一种调味剂的第一种香味，而第二种调味剂层可放在片的内部以稍后释放第二种调味剂的第二种香味。第一种和第二种调味剂可具有相同或不同的风味和香味。
用可与咖啡混合和/或附在表面的调味剂“片(bits)”也可产生这样的相同作用。
通常，用于制备本发明的咖啡片的干燥调味剂的水分含量将在约1％-约7％范围内，颗粒密度在约0.1g/cc-约0.8g/cc范围内和平均粒度分布在约5微米-约150微米范围内，尽管也可采用超过这些范围的水分含量、颗粒密度和平均粒度分布的干燥调味剂。咖啡成分粒度对调味剂成分粒度的比通常在约100:1-约5:1的范围。
当用干燥调味剂(包括包封于干燥风味载体中的湿润调味剂)制备本发明的咖啡片时，它们典型地以基于干重组成的约0.5％-约20％或约2％-约15％，更优选约3％-约10％、约4％-约8％的调味剂的量存在。
当用液体或糊状调味剂制备本发明的咖啡片时，它们典型地以约0.5％-约20％或约1.5％-约15％或约2％-约12％，更优选约3％-约10％或甚至约3％-约8％的调味剂的量存在。
工作实施例
为充分描述本发明，提出以下工作实施例。
在以下所有工作实施例中，采用煮好的咖啡产品的冲煮固体百分比和煮好的咖啡产品的折射率之间的公认关系计算冲煮固体百分比，冲煮固体百分比计算为(549.209xRI)-731.575(20℃基准温度下)。然后，通过用煮好的咖啡产品的质量乘以冲煮固体百分比确定总冲煮固体，通过用萃取的总冲煮固体除以放入冲煮机中的咖啡的总质量计算百分得率(乘以100)。
在2009年4月9日提交的、名为研磨烘焙咖啡片的同时待审的美国临时专利申请系列号61/168,027(其全部公开通过引用结合于本文中)中提出的工作实施例中，计算的折射率和冲煮固体百分比之间的关系不同于以上关系，因为计算的冲煮固体百分比为(560.224xRI)-746.216(20℃基准温度下)。此外，1.33200下测定折射率的零点测定，之后调整到1.33204。结果，由于温度基准(从20℃至29℃)和折射率的零点测定的改变，计算的冲煮固体百分比、总冲煮固体和得率在早先的工作实施例中比本文确定和提出的相应计算值约大15％。对于已经在本申请中被再提交的工作实施例，已经将冲煮固体百分比、总冲煮固体和百分得率调整到对应于新近采用的关系和测定(即，基于冲煮固体百分比＝(549.209x RI)-731.575和RI零点＝1.33204)。
实施例1–预压制
烘焙和研磨巴西阿拉别卡咖啡豆。该研磨烘焙咖啡的亨特L-色度为17.9，堆积密度为0.294g/cm3和平均粒度为885微米。借助于运行速度每小时90,000片(超过每小时每工位3000片和保压时间约14毫秒)的Fette Model 2200SE多工位制片机，在不同的条件下，其中在主要或基本压制步骤中的压实力保持不变，而改变预压制步骤中的压实力，将这样制备的研磨烘焙咖啡制成含有约2.65g研磨烘焙咖啡(水分含量4.75％)和直径约24-24.5mm的圆柱状咖啡片。
采用设定在N(牛顿)模式的Varian VK200片咖啡片硬度检测仪，确定这样制备的咖啡片的硬度，同时采用具有双腔筒的Varian脆度测定器，经以25rpm的速度旋转在机器的筒中的25克咖啡片100次旋转，然后确定通过#4美国标准丝网筛的这些咖啡片的量，测定得到的咖啡片的脆性。对于制备的每批咖啡片，测试多片咖啡片。
然后，用水传递速度为约2.75g/sec的Mr.Model DR13煮咖啡机，将这样形成的咖啡片冲煮进煮好的咖啡中，对于每批冲煮的煮好的咖啡，采用10片咖啡片(约26.5g)和1420ml水。为比较目的，除采用29.5g常用咖啡，即呈未制片形式的研磨烘焙咖啡外，以相同方式进行对照实验。
基于回收在煮好的咖啡中的咖啡固体的克数计算得率(如通过在该煮好的咖啡产品中经质量和冲煮固体百分比确定的)。同时，通过使采用本发明的咖啡片时得到的咖啡固体的得率与其中采用未制片咖啡的对照实验中得到的咖啡固体的得率相比较，确定得率比。通过将煮好的咖啡试样放入8ml密封小瓶中，室温下冷却试样15分钟；转移试样至比色管并用Genesys 10分光光度计测量480nm波长下的吸收度，测定吸收度。将吸收度除以冲煮中所用咖啡片的总质量计算每克的吸收度。
得到的结果展示在以下的表1中：
表1
实施例1—试验条件和结果
如可从该表看到的，增加用于预压制步骤的力提高得到的咖啡片的硬度和降低脆性，并未不利地影响包含在得到的最终咖啡中的咖啡固体的得率。而且，值得注意的是，具有更好的硬度/脆性特性的咖啡片的密度为0.95g/cm3或更大。另外，用于预压制和主压制步骤的压缩力之间的比率介于约50％-约95％范围内。最后，还应注意，该实施例中各实验的得率比大于1，从而表明，当将该咖啡配制成根据本发明的咖啡片而并非用于常用(未制片)形式时，从给定量的研磨烘焙咖啡中萃取的咖啡固体的量显著更大。
实施例2–预压制
采用包含阿拉别卡咖啡豆和大粒咖啡豆的混合物的咖啡重复实施例1。压制前，这样制备的研磨烘焙咖啡的堆密度为0.28g/cm3，平均粒度720微米。咖啡片的水分含量为约4.7％。咖啡片质量为约2.45克和冲煮10片咖啡片。
得到的结果示于下表2：
表2
实施例2—试验条件和结果
如可从表2所看到的，提高用于预压制和主压制步骤的力的比例显著降低脆性，同时提高硬度。如在实施例1中的那样，在该实施例中各实验的得率比显著超过1，从而进一步表明，从本发明的咖啡片萃取的咖啡固体比从等量的呈未制片形式的研磨烘焙咖啡萃取的多。还应注意，最好的产品(即，具有最高硬度和最低脆性的咖啡片)的密度为0.97-0.98g/cm3和预压实力对主压实力的比率介于约40％-约80％范围内。
实施例3—预压制
除了采用阿拉别卡咖啡和大粒咖啡的不同的混合物，采用密度0.33g/cm3和平均粒度806微米的制备的研磨烘焙咖啡外，重复实施例1和2。咖啡片质量为约3克，水分含量为约5.2％。用29.9-30.5克咖啡片冲煮，而将33.32克研磨烘焙咖啡用于对照实验。
得到的结果示于下表3：
表3
实施例3—试验条件和结果
如从表3可看出的，用于预压制步骤对主压制步骤的力的比例增加至约0.14:1(14％)或更高时，观察到脆性大大下降。这些低脆性制品的密度超过0.95g/cm3，即使得率比都保持超过1。
实施例4—预压制
对主压制步骤采用更高的力，重复实施例3。
得到的结果示于下表4：
表4
实施例4—试验条件和结果
再次观察到脆性的显著下降和硬度的升高。在这种情况下，全部产物的密度都大于0.96，而并未不利地影响得率，尽管在咖啡片表现出良好脆性中的预压缩力对主压缩力的比率介于约37％-约82％范围内。应注意到，仅仅进行更高的最终压制并不能产生改进的脆性、硬度或得率。
实施例5–速溶咖啡的加入
咖啡A由研磨烘焙阿拉别卡咖啡和大粒咖啡的混合物制备。通过形成含有95.2％重量的咖啡A和4.8％重量的可市售得到的牌速溶咖啡的混合物制备咖啡B。
分别采用设置为使咖啡片经受两步骤压实过程(其中以比主压制步骤更低的压实力进行预压制步骤)的Fette Model 2090旋转压片机，将咖啡A和B制备成各自重量约3克的咖啡片。采用7种不同的运行条件制备咖啡片。这些条件是改变运行速度(rpm)、预压缩力和/或主压缩力的某些组合。压制后，在Mr.Accel(Model PRX 23)ADC煮咖啡机中冲煮10片咖啡片。冲煮后，用折射率测定进入冲煮液的萃取的固体的百分比，然后将其转化为萃取的总固体。根据萃取的固体量除以放入冲煮机的咖啡重量，计算烘焙和研磨(“R&G”)咖啡的得率。通过假定100％萃取速溶咖啡并减去萃取的总固体中的速溶咖啡的质量，确定从各自的“咖啡B的”研磨烘焙咖啡部分萃取的咖啡固体的得率。
得到以下结果：
表5
实施例5—试验条件和结果
在上表中，冲煮固体转化为冲煮液中固体的百分比是基于假定对于全部制品都得到1320ml的液体冲煮物。这是人们依据采用1420ml水进入冲煮物而预期从冲煮篮中出来的一个合理的值(这不同于在实施例1、2、3、4和8中所做的，其中测定和使用实际量的液体冲煮物)。
如所看到的，加入速溶咖啡不仅产生更高的总冲煮固体，而且还提高从所用的研磨烘焙(R&G)咖啡中萃取的咖啡固体的得率。这就是说，当速溶咖啡也包含在本发明的咖啡片中时，与不包含速溶咖啡的基本相同咖啡片相比，更多的咖啡固体自给定量的研磨烘焙咖啡中萃取出来。
表1右侧最后一列显示如果调整由咖啡B制备的咖啡片大小，以得到与由咖啡A制备的咖啡片相同的总萃取得率，将得到经计算的咖啡片大小。如可见到的，经调整的由咖啡B制备的咖啡片比只由咖啡A制备的咖啡片小20％。
实施例6–速溶咖啡的加入
从实施例5中的上述相同运行中收集其它数据。这样的其它数据显示于下表6以及附图2中，其中各数据点的标记给出冲模的填充容积。
表6
实施例6—试验条件和结果
| 咖啡 | 运行 | RPM | 填充容积 | 咖啡片质量 | 填充密度 |
| A | 1 | 17.47 | 9.12 | 3.17 | 0.348 |
| B | 1 | 17.24 | 8.23 | 3.08 | 0.374 |
| A | 2 | 17.47 | 9.12 | 3.05 | 0.334 |
| B | 2 | 17.24 | 8.23 | 3.0 | 0.365 |
| A | 3 | 34.48 | 9.12 | 3.06 | 0.336 |
| B | 3 | 34.48 | 8.45 | 3.07 | 0.363 |
| A | 4 | 34.48 | 9.12 | 2.98 | 0.327 |
| B | 4 | 34.48 | 8.45 | 2.99 | 0.354 |
| A | 5 | 34.48 | 9.12 | 3.00 | 0.329 |
| B | 5 | 34.48 | 8.45 | 3.01 | 0.356 |
| A | 6 | 51.72 | 9.565 | 2.90 | 0.303 |
| B | 6 | 50.63 | 9.12 | 3.00 | 0.329 |
| A | 7 | 51.72 | 9.565 | 2.94 | 0.307 |
| B | 7 | 50.63 | 9.12 | 3.04 | 0.333 |
| A的均值 | 9.247 | 3.014 | 0.326 | ||
| B的均值 | 8.579 | 3.027 | 0.353 | ||
| 比 | 0.928 | 1.004 | 1.083 |
从图6和图2中，可以看出，每次运行的咖啡B的填充体积小于咖啡A的填充体积。而且，注意到，咖啡A质量减少，而咖啡B的质量保持相当恒定。另外，尽管咖啡A的填充体积增加，但它总是大于咖啡B的填充体积。尤其是最高机速下比较，咖啡B的填充体积比咖啡A小5％，而且，咖啡片重量高4％。
这表明，在本发明的研磨烘焙咖啡片中包含的速溶咖啡可更加充分地填充各冲模，从而产生更高的设备运行速度，以免机器生产能力受冲模装填限制。如实施例5中所述，伴随着可能由于包含速溶咖啡而产生的更低重量的这种作用使得到的机器运行速度甚至更高。
不应将制片机的运行速度升到如此之高，以致咖啡片质量有相当地下降或对于给定的研磨烘焙咖啡有不可接受的变化。如果相对于由相同研磨烘焙咖啡制备的其它片，咖啡片重量不足，消费者可能不满意，因为冲煮这样的咖啡片会出现太淡的冲煮液。此外，如果给定研磨烘焙咖啡的咖啡片质量变化太大，消费者可能没有信心采用该咖啡片，因为产生的冲煮液与使用的用途不同而差别太大。
实施例7–咖啡豆的低水分干燥
在Neuhaus Neotec烘焙炉中烘焙墨西哥阿拉别卡咖啡豆3.3分钟至L-色度为12.2，制备咖啡A。由相同墨西哥阿拉别卡咖啡豆制备咖啡B，在烘焙前将咖啡豆低水分干燥至水分含量为5％重量，然后在Neuhaus Neotec烘焙炉中烘焙2.3分钟至L-色度为12.6。将两种咖啡研磨烘焙至同样的平均粒度(约760微米)，咖啡A表现出4.9％的水分含量和0.27g/cm3的密度，而咖啡B表现出5.0％的水分含量和0.22g/cm3的密度。然后采用FetteModel 2200旋转压片机，以预压缩力35kN，主压缩力40kN和运行速度17.2rpm运行，将两种咖啡制成公称直径23.8mm的咖啡片。喂入机器的研磨烘焙咖啡的质量不同，由咖啡A制备的咖啡片平均为2.8克，而来自咖啡B的那些平均为2.0克。咖啡片A的平均体积为2.9cm3而咖啡片B的平均体积为2.0cm3，体积下降30％。测定脆性并发现咖啡A为0.95％和咖啡B为0.06％，这表示下降达90％或超过15倍。
制备后，在Mr.Accel(Model PRX 23)自动滴流煮咖啡机中冲煮咖啡片。用10杯水进行冲煮。咖啡A采用的总咖啡为30.9g和咖啡B为30.6g。冲煮后，发现在由咖啡A制备的煮好的咖啡中的冲煮固体百分比为0.66％重量，而发现由咖啡B制备的煮好的咖啡中冲煮固体百分比为0.64％重量。另外，发现咖啡A的得率为28.4％，而发现咖啡B的得率为27.7％，即使咖啡片B要小约30％。
如从该实验看到的，尽管在咖啡B情况下制备出小得多的咖啡片，但自咖啡B萃取的咖啡固体与咖啡A的基本相同。而且，由咖啡B制备的咖啡片的脆性低于由咖啡A制备的咖啡片的脆性。
实施例8–咖啡豆的低水分干燥
采用不同的制备咖啡片的机器运行条件重复实施例7。表7比较采用低水分干燥的咖啡豆和非低水分干燥的(常规干燥的)咖啡豆得到的结果。
表7
实施例8—试验条件和结果
如在表7中报告的，在实施例8中得到的结果的平均值报告于下表8：
表8
实施例8—试验结果的平均值
| set | 咖啡 | ％脆性 | 咖啡片质量 | 冲煮质量 | 冲煮固体 | 片体积 |
| 平均 | 普通 | 1.41 | 2.80 | 30.8 | 0.71 | 3.10 |
| 平均 | 干燥的 | 0.17 | 2.00 | 30.6 | 0.67 | 2.10 |
合并实施例7和8中得到的结果的平均值报告于下表9：
表9
实施例7和8—两个实施例的试验结果的平均值
| 比较 | 咖啡 | ％脆性 | 咖啡片质量 | 冲煮质量 | 冲煮固体 | 片体积 | ％得率 |
| 均值 | 普通 | 1.34 | 2.81 | 30.8 | 0.71 | 3.07 | 24.5 |
| 均值 | 干燥的 | 0.15 | 2.00 | 30.6 | 0.66 | 2.09 | 32.4 |
从表7、8和9可以看出，在烘焙前，降低研磨烘焙咖啡的水分含量能降低约90％的脆性和减少约30％的片体积。
实施例9–咖啡豆低水分干燥
采用55％阿拉别卡咖啡豆和45％大粒咖啡豆制备普通烘焙、研磨烘焙咖啡。平均起来，经约3.2分钟烘焙时段将咖啡豆烘焙至约15.7L的亨特L色度。所有咖啡经典型的加工处理，得到具有典型的粒度约825微米和典型的密度约0.33g/cm3的研磨烘焙咖啡。由10％普通研磨烘焙阿拉别卡咖啡、40％普通研磨烘焙大粒咖啡和50％源自已经被低水分干燥至水分含量约5％的咖啡豆的研磨烘焙阿拉别卡咖啡制备研磨烘焙咖啡，以制备包含60％阿拉别卡咖啡和40％大粒咖啡的研磨烘焙咖啡混合物，该咖啡混合物的平均粒度约635微米和密度约0.247g/cm3。以类似于以上实施例7和8的方式，采用各种不同的运行条件，将这样制得的烘焙、研磨烘焙咖啡制备成咖啡片。然后，以与如上涉及实施例7和8所述的相同的方法，用这样制得的咖啡片冲煮成煮好的咖啡。所用各种条件和得到的结果表示于下表10。
表10
实施例9—试验条件和结果
如表10中报告的，实施例9中得到的结果的平均值报告于下表11：
表11
实施例9—试验结果的平均值
| 比较 | 咖啡 | 速度 | ％脆性 | 咖啡片质量 | 冲煮质量 | 冲煮固体 | 片体积 |
| 均值 | 普通 | 7.61 | 3.02 | 30.63 | 0.74 | 3.12 | |
| 均值 | 干燥的 | 0.80 | 2.78 | 30.68 | 0.79 | 2.84 |
因为报告于表10(运行A,普通咖啡,脆性)的第一个脆性数据点似乎是个坏数据点，下表12报告的表10中得到的平均值将该坏数据点排除在外。
表12
实施例9—试验结果的将坏数据点排除在外的平均值
| 比较 | 咖啡 | 速度 | ％脆性 | 片质量 | 冲煮质量 | 冲煮固体 | 片体积 |
| 平均 | 普通 | 2.28 | 3.02 | 30.66 | 0.74 | 3.06 | |
| 平均 | 干燥的 | 0.74 | 2.78 | 30.64 | 0.76 | 2.79 |
表10、11和12表明，与由源自烘焙至可比较色度(即，在约两个亨特L单位内)的常规干燥的(约12％水分含量)咖啡豆的研磨烘焙咖啡制备的其它方面都相同地制得的咖啡片相比，至少当快速烘焙至黑色时，由50％低水分干燥的咖啡豆形成的本发明的研磨烘焙咖啡片，降低这些咖啡片的脆性约65％(或者，超过3倍)。另外，相对于用常规干燥的咖啡豆制备的咖啡片，也实现9％的咖啡片体积的减少。
相对于未预干燥的绿色咖啡，源自由未经快速烘焙至足够黑色的预干燥绿色咖啡的烘焙和研磨咖啡似乎不产生改进的脆性(即，不提供下降的脆性)。例如，与普通水分咖啡豆或与预干燥和普通水分绿色咖啡的50/50混合物相比，烘焙至18.8L然后研磨并制片的预干燥咖啡不表现出改进的脆性。
实施例10–液体风味载体
通常根据实施例1-4，采用本发明多步骤压实过程，制备其它咖啡片，其中，初始压制步骤的程度以及如通过主压制步骤中保压时间测定的压片机速度的大小有所不同。得到的结果示于下表15(运行b和d来自实施例3):
表15
实施例10-组1—试验条件和结果
通过比较以相同生产速度(90,000片/hr，保压时间14.0毫秒)进行的运行b和d，可以看出(如实施例1-4的情况)，当施加于初始压制步骤的力大于施加于根据本发明的主要或基本压制步骤的力的约20％时，硬度和脆性都改善。然而，还应注意到，随着本发明的咖啡片的生产速度的提高(运行a至c)，硬度和脆性稍有下降(尽管二者仍好于对照运行d)。
采用不同的咖啡进行类似于以上组1的另一组实验。得到的结果示于下表16：
表16
实施例10-组2—试验条件和结果
这些结果再次表明与以上组1相同的趋势，即随着本发明的咖啡片的生产速度的增加，硬度和脆性稍有下降。
除了本发明的咖啡片含有包含丙二醇和三醋精的3％重量的液体风味载体外，采用相同的咖啡和组2的条件，进行类似于以上组1和组2的另一组实验。得到的结果示于下表17：
表17
实施例10-组3—试验条件和结果
这些结果显示与以上组1和组2相同的趋势，即随着本发明的咖啡片的生产速度提高，硬度和脆性稍有下降。然而，表17表明，由于液体风味载体的存在，这种影响程度大大下降。
实施例11–液体风味载体
烘焙和研磨巴西咖啡豆。该研磨烘焙咖啡的亨特L-色度为16.8，堆积密度为0.31g/cm3和平均粒度为890微米。将烘焙和研磨咖啡分成三批。基于得到的组合物的总重量计，一批与3％重量的丙二醇(PG)混合。第二批与3％重量的90/10W/W的丙二醇和三醋精混合物(PG/TriA)混合。第三批未加风味载体，尽管以类似于其它批的方式混合它。采用Forberg混合机进行全部混合。
采用Fette 2200 SE压片机，以多种条件将三批中的各批制备成咖啡片。制备后立即测定硬度并在制备至少6天后再次测定。制备至少6天后测定脆性。
在Mr.Accel(Model PRX 23)ADC煮咖啡机中冲煮所有咖啡片。每种产物冲煮约26克咖啡片。也测定在最终产品中得到的冲煮固体百分比和咖啡固体的得率。
在不同的运行条件下进行9次不同的运行，各运行与如上所述的3个不同批次的咖啡片作比较。下表18表示对这些实验中的每一个得到的硬度、脆性和冲煮得率获得的平均值。
表18
实施例11-组1—得到的结果
如可从表18所看到的，液体载体的加入产生升高的硬度和降低的脆性，而未削弱冲煮性能。而且，液体载体的加入还防止咖啡片经历与对照咖啡片表现出的在它们制备的第一周内同样小但仍然显著的硬度下降。
此外，液体风味载体似乎如此有效，以致采用这类液体风味载体可在高制备速度下采用极低预压缩力(并且或许将在高速制备下制备无需预压制的咖啡片变得可行)变得可行。下表19表示用低初始压制制备产品的实例。它们不如用较高的初始压制制备的咖啡片那么好；然而，它们在商业上是可接受的。
表19
实施例11-组2—得到的结果
实施例12—干调味剂
用以3％w/w水平加入的干法国香草调味剂制备煮好的咖啡。意欲以额定的3％水平采用调味化合物(如以上关于风味载体和调味剂的讨论所讨论的)。采用Fette Model2090旋转压片机将咖啡转化为根据本发明的咖啡片。在具有23.8mm标称直径的圆形冲模的29个工位和以25.9rpm速度运行的旋转压片机中，采用的压制条件是22kN预压制和35kN主压制，从而每小时制备45,000片咖啡片(每小时每个冲模每组压制约1550片；采用FetteModel 2090旋转压片机每小时制备的咖啡片的本文其它值可通过将时速除以29(所用压片机中有29个工位)转化为每小时每个冲模每组压制的咖啡片。在rpm的情况下，可通过使rpm乘以每小时60分钟，得到每小时每个冲模每组压制制备的咖啡片。得到的咖啡片的平均质量2.87克，平均硬度112N和平均脆性0.26％。
制备后，将咖啡片装入金属锡罐。另一批罐装有由烘焙研磨咖啡制备成呈未制片形式的咖啡片组成的对照试样。密封罐并贮存于70°F。两周后，当将其从其各个罐中取出时，评价这些制品的得自这些制品的排气中的某些挥发物的浓度。
尤其是，针对常用研磨烘焙咖啡的对照试样，自罐取出咖啡试样并置于封闭容器中。在本发明的咖啡片的情况下，将咖啡片小心破裂成大致相当于对照试样的常用研磨烘焙咖啡的粒度，并置于封闭容器中。分析来自常用研磨烘焙咖啡的封闭容器的排气和破裂开的咖啡片。用气相色谱测定25种不同的化合物的浓度，一些代表回收自两个实施例中的研磨烘焙咖啡的咖啡挥发物，另一些代表法国香草香料。将获得的数据归一化，以便能直接相互比较在其各种排气中的这些成分的浓度。
所得结果提供于图3。如可从该图看出的，自两种试样，即常用(未制片)咖啡和本发明咖啡片中排气排出的咖啡挥发物基本相同。
在分析上述试样约15个月后，从本发明的咖啡片和常用(未制片)咖啡的先前未打开罐中取出其它试样。重复以上试验，得到的结果报告于图4。如可从该图所看出的，得到基本相同的结果。
下表20表示就以上实施例收集的其它数据：
表20
实施例12--得到的结果
实施例13--液体风味载体
采用不同量的液体风味载体和不同水平的预压制和主压制将其它两组咖啡产品制片。采用烘焙和研磨巴西咖啡豆的第一组制片产品的亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.293g/cm3、平均粒度为约874微米和水分含量为约3.2％。将第一组烘焙和研磨咖啡分为5批。4批分别与0.5％重量、1.0％重量、3.5％重量、和6.0％重量水平的丙二醇(“LFC”)混合。第5批完全不含添加的液体风味载体，但以类似方式混合至其它批。采用Forberg混合机进行全部混合。
采用Fette 2200 SE压片机，以不同的预压缩力和主压缩力，将5批中的各批制成咖啡片。以每小时90,000片的速度制备全部咖啡片。制备后立即测定硬度，制备至少6天后再次测定。制备至少6天后测定脆性。将这些测定结果列于下表21。
表21
实施例13—组1，得到的结果
也采用烘焙和研磨巴西咖啡豆的第二组制片产品，其亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.293g/cm3、平均粒度约874微米和水分含量为约4.6％。将烘焙和研磨咖啡分成三批。基于所得组合物的总重量计，使一批与约3.5％重量丙二醇(PG)混合。第二批与约3％重量的丙二醇和三醋精的90/10w/w混合物(PG/TriA)混合。未向第三批加入风味载体，尽管其以类似于其它批的方法混合。全部采用Forberg混合机进行混合。
采用Fette 2200 SE压片机，以多种预压缩力和主压缩力将三批中的各批制备成片。以每小时90,000片速度制备全部片。制备后立即测定硬度并于制备至少6天后再次测量。制备至少6天后测定脆性。这些测定的结果列于下表22。与实施例10和实施例13的1组的试验结果中观察到的显著改善相比，随着液体调味剂浓度的增加，硬度和脆性改善极小，表明这些结果可能是不良数据，尽管这未被证实。
表22
实施例13—组2,得到的结果
实施例14--低预压制咖啡片
烘焙和研磨包含洗过的阿拉别卡咖啡、天然和大粒咖啡的混合物的咖啡豆，生成的研磨咖啡的亨特L-色度为约13.4、堆积密度为约0.275g/cm3和平均粒度为约709微米和水分含量为约4.5％。采用不同预压制和最终或主压制形成咖啡片，用与实施例1中所述的相同的方式计算各种咖啡片的硬度和脆性。得到的结果示于下表23：
表23
实施例14--得到的结果
如在采用极低预压制(小于1kN)形成的咖啡片中看到的，最终或主压制中最初的增加(从9kN至25.2kN)改善硬度和脆性，而主压制的进一步增加(从25.2kN到41kN)竟然使硬度和脆性恶化(即，降低硬度和增加脆性)，即使咖啡片密度有所增加。而且，与用更高的主压制(39kN)和更低的预压制(5kN)形成的片相比，采用较低的主压制(24.8kN)但较高的预压制(10.3kN)的片可能提供改善的硬度和脆性。
实施例15–预压制
烘焙和研磨巴西咖啡豆。这种研磨烘焙咖啡的亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.301g/cm3、平均粒度为约878微米和水分含量为约4.8％。将这样制得的研磨烘焙咖啡，用Fette Model 2200SE多工位制片机，在不同条件下(其中在预压制和主要或基本压制步骤中的压实力各不相同)，以每小时70,000和90,000片的运行速度，制成含有约2.6-2.7g研磨烘焙咖啡和直径为约24-24.5mm的圆柱咖啡片。
用与实施例1的咖啡片一致的方法测试咖啡片的硬度和脆性。然后用与实施例1的咖啡片一致的方法冲煮这样形成的咖啡片。
根据在煮好的咖啡中回收的咖啡固体克数(如在煮好的咖啡产品中冲煮固体的质量和百分比所确定的)计算得率。同时，通过采用本发明的咖啡片得到的咖啡固体的得率与其中采用未制片咖啡的对照实验中得到的咖啡固体的得率的比较，确定得率比。
得到的结果示于下表24：
表24
实施例15--得到的结果
实施例16–预压制
烘焙和研磨包含洗过的阿拉别卡咖啡、天然咖啡、干燥的咖啡和大粒咖啡的混合物的咖啡豆。该研磨烘焙咖啡的亨特L-色度为约17-18，堆积密度为约0.288g/cm3，平均粒度为约700-800微米和水分含量为约4.43％。用Fette Model 2200SE多工位制片机，以每小时70,000和80,000片的运行速度，在不同条件下(其中在预压制和主要或基本压制步骤中的压实力各不相同)，将这样制得的研磨烘焙咖啡制成含有2.66g研磨烘焙咖啡直径为约24-24.5mm的圆柱形咖啡片。
采用设定在N(牛顿)模式的Varian VK200片硬度检测仪确定这样制得的咖啡片的硬度，而采用具有双室筒的Varian脆度测定器，通过在机器筒中以25rpm的速度旋转25克咖啡片100转，然后确定通过#4美国标准丝网筛的这些咖啡片的量，得到咖啡片的脆性。针对制得的各批咖啡片，测试多片咖啡片。
然后用Mr.Model DR13煮咖啡机，将这样形成的咖啡片冲煮成煮好的咖啡，每批冲好的咖啡的冲煮采用10片咖啡片(约26.5gms)和1420毫升水。为比较起见，按相同方式，但采用26.5g常用咖啡，即呈未制片形式的研磨烘焙咖啡进行对照实验。
根据在煮好的咖啡中回收的咖啡固体的克数计算得率(如按在该煮好的咖啡产品的冲煮固体质量和百分比确定的)。同时，将采用本发明的咖啡片时获得的咖啡固体得率与采用未制片咖啡的对照实验中得到的咖啡固体的得率相比较，确定得率比。
得到的结果示于下表25：
表25
实施例16--得到的结果
实施例17:不含粘合剂的高硬度咖啡片
由包括阿拉别卡咖啡、干燥的阿拉别卡咖啡和大粒咖啡的混合物的咖啡豆制备咖啡17A，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约18，堆积密度为约0.3125g/cm3、平均粒度为约760微米和水分含量为约4.72％。由包含阿拉别卡咖啡、干燥的阿拉别卡咖啡和大粒咖啡的混合物的咖啡豆制备咖啡17B，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约18、堆积密度为约0.3125g/cm3、平均粒度为约760微米和水分含量为约5.25％。由去咖啡因咖啡豆制备咖啡17C，其烘焙和研磨至堆积密度为约0.323g/cm3、平均粒度为约782微米和水分含量为约4.79％。由包含洗过的阿拉别卡咖啡、天然咖啡和大粒咖啡的混合物的咖啡豆制备具有亨特L-色度为约15.4，堆积密度为约0.285g/cm3，平均粒度为约710微米和水分含量为约4.89％的咖啡17D。由10％普通研磨烘焙阿拉别卡咖啡、40％普通研磨烘焙大粒咖啡和50％源自已经被低水分干燥至水分含量为约5％的咖啡豆的研磨烘焙阿拉别卡咖啡制备咖啡17E，产生包含60％阿拉别卡咖啡和40％大粒咖啡的研磨烘焙咖啡混合物，该咖啡混合物的亨特L色度为约15.7，平均粒度为约635微米，密度为约0.247g/cm3和水分含量为约4.46％。
采用设定为使咖啡片经过两步骤压实过程的Fette Model 2090旋转压片机，其中预压制步骤以比主压制步骤更低的压实力进行，将咖啡17A、17B、17C、17D和17E各自制成重量各为约2.66克(介于约2.62g-约2.70g之间)的咖啡片。采用几种不同的运行条件制备咖啡片。这些条件是运行速度(rpm)和产生压制保压时间、预压缩力和/或主压缩力的变化的某些组合。测试来自每次运行的咖啡片的试样的硬度和脆性，计算出这些性质的各自的平均值。压制后，用Mr.Accel(Model PRX 23)ADC煮咖啡机冲煮来自各次运行的10片咖啡片。冲煮后，经折射率测定萃取进冲煮液中的固体百分比，然后将其转化为萃取的总固体。
如下表26中所示，可不借助粘合剂制备具有极高硬度(即，>90N)的咖啡片。
表26
实施例17--得到的结果
实施例18：作为密度、预压制的函数的硬度和脆性
由包含洗过的阿拉别卡咖啡、天然、干燥的咖啡和大粒咖啡的混合物合物咖啡豆制备咖啡18A，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约17-18、堆积密度为约0.288g/cm3、平均粒度约700-800微米和水分含量为约4.43％。由巴西咖啡豆制备咖啡18B，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.301g/cm3、平均粒度为约878微米和水分含量为约4.8％。然后采用设定为使咖啡片经过两步骤压实过程的Fette Model 2090旋转压片机(其中以比主压制步骤更低的压实力进行预压制步骤)，分别将咖啡18A和18B制备成重量各为约3克的咖啡片。采用几种不同的运行条件，制备咖啡片。这些条件是运行速度(rpm)(和产生的压制保压时间)、预压缩力和/或主压缩力的变化的某些组合。最初测试来自各次运行的咖啡片的试样的硬度和密度，计算出这些性质中的每一个的平均值。制备至少6天后，测试各次运行的其它试样的硬度、密度和脆性，计算出这些性质中的每一个的平均值。如表27中所示的，按各种咖啡的最终密度排列这些结果。
如表27中所示的，具有类似密度的咖啡片表现出广泛不同的脆性和硬度。
表27
实施例18--得到的结果
实施例19：冲煮动力学
由包含洗过的阿拉别卡咖啡、天然/干燥的咖啡和大粒咖啡的混合物的咖啡豆制备咖啡19A，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约17-18、堆积密度为约0.288g/cm3、平均粒度为约700-800微米和水分含量为约4.43％，并采用设定为使咖啡片经过两步骤压实过程的Fette Model 2090旋转压片机，其中以比主压制步骤更低的压实力进行预压制步骤，在五次独立的运行(A、B、C/D、E和F)中制备成片，咖啡片重量各为约2.65克。采用下表28中确定的运行条件制备咖啡片。将由巴西咖啡制备的咖啡19B烘焙和研磨至亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.301g/cm3、平均粒度为约878微米和水分含量为约4.8％，并采用设定为使咖啡片经过两步骤压实过程的Fette Model 2090旋转压片机，其中以比主压制步骤更低的压实力进行预压制步骤，在单一运行(G)中制备成片，咖啡片重量各为约2.65克。采用以下表28中确定的运行条件制备咖啡片。测试来自各次运行的咖啡片的试样的硬度和脆性，这些性质中的每一个的平均值示于表28。此外，如在下表28中确定的，收集有竞争力的片剂化咖啡产品的咖啡片(H)进行测试。
压制后，在水传递速度为约2.75g/sec的Mr.Accel(ModelPRX 23)ADC煮咖啡机中，用约1420g水，冲煮来自各次运行的10片咖啡片(总计约26.5g)、等量的相应烘焙和研磨咖啡和4片(总计约28.7g)具竞争力的片剂化咖啡产品。为测定随整个冲煮进行下的瞬间冲煮特性(或“冲煮动力学”)，在进行到20秒时单独收集冲煮液于小容器中。对于各个20秒的积累或冲煮试样，测定质量、折射率和吸收度，并由测定的折射率确定冲煮固体的量和得率(如上面更详细解释的)。然后，递增并按时间顺序合并各试样，以测定和计算累积质量、折射率、冲煮固体和得率。
表28
实施例19,组1--得到的结果
图5图示经咖啡19A的低预压制片(A和B)、咖啡19A的高预压制片(C、D、E和F)、烘焙和研磨形式的咖啡19A和竞争物咖啡片H的冲煮过程的平均瞬间咖啡固体浓度。如所示的，在冲煮的开始部分，烘焙和研磨咖啡和具竞争力的咖啡片表现出较高的瞬间浓度(即，第一个200-300g的冲煮液)，而随着这些开始的部分之后，本发明的片剂化咖啡表现出比它们的烘焙和研磨的对应物和竞争性片剂化咖啡更高的瞬间浓度，在冲煮的中期部分(即，紧随开始200-300g冲煮液之后的200-300g冲煮液)最高。
图6图示经咖啡19A的低预压制片(A和B)、咖啡19A的高预压制片(C、D、E和F)、呈烘焙和研磨形式的咖啡19A和竞争物咖啡片H的冲煮过程的平均累积的萃取的咖啡固体。如所示的，与它们的烘焙和研磨咖啡对应物相比，片剂化咖啡显示萃取开始表现滞后，而在冲煮中间点(即，约550-850g进入冲煮液)后，超过烘焙和研磨咖啡的萃取。
图7和8图示经呈片剂化和烘焙和研磨形式的咖啡19B的冲煮过程的瞬间咖啡固体浓度和累积的萃取咖啡固体，与烘焙和研磨咖啡对应物相比，再次表现出更高的烘焙和研磨咖啡的咖啡固体的开始瞬间浓度和更高的片剂化咖啡的咖啡固体的中期瞬间浓度，以及片剂化咖啡的萃取开始时的滞后，在冲煮中间点(即，约550-850g进入冲煮液)后片剂化咖啡超过烘焙和研磨咖啡的萃取。
图9和10图示出，分别将5种不同运行的由咖啡19A制备的咖啡片与它们的相应的烘焙和研磨咖啡对应物相比的类似的结果。
作为开始和中期冲煮特性的供选择的测定，再次在Mr.Accel(Model PRX23)ADC煮咖啡机中，用约1420g水冲煮来自各次运行的10片咖啡片(总计约26.5g)、等量的相应烘焙和研磨咖啡和4片(总计约28.1g)竞争性片剂化咖啡产品。收集各次冲煮的开始约250g部分，并收集紧随开始部分的随后250g(“中期”)部分。对于各个开始和中期部分，测定折射率和吸收度，由测定的折射率确定冲煮固体的量和得率(如以上更详细解释的)。然后将试样与各总冲煮液的残余物合并，测定并计算各总冲煮液的质量、折射率、冲煮固体和得率。如以下表29中所显示的，从用较高预压缩力(即，大于30％主压缩力)制备的本发明咖啡片冲煮的咖啡表现出最低的初始冲煮固体和吸收度和最高的中期冲煮固体和吸收度。从烘焙和研磨咖啡试样冲煮的咖啡表现出较高的初始冲煮固体和吸收度和较低的中期冲煮固体和吸收度。从用较低的预压缩力(8-10％的主压缩力)制备的本发明咖啡片冲煮的咖啡表现出比从较高的预压制片冲煮的咖啡更高的初始冲煮固体和吸收度和更低的中期冲煮固体和吸收度。从竞争性咖啡片冲煮的咖啡表现出比从较低的预压制片冲煮的咖啡的更高的初始冲煮固体和吸收度和更低的中期冲煮固体和吸收度。
表29
实施例19,组2--得到的结果
工艺条件
| 速度千片/hr | na | na | 80 | 70 | 80 | 70 | 70 | 70 | ||||
| 预压制 | na | na | 3.6 | 4.8 | 38.8 | 17.2 | 17 | 29.3 | ||||
| 主压制 | na | na | 45.1 | 47.5 | 51.4 | 45.2 | 45.6 | 51.8 |
咖啡片性质
| 硬质 | na | na | 42.2 | 53.1 | 64.6 | 63.0 | 55.7 | 71.5 | ||||
| 脆性 | na | na | 10.2 | 6.7 | 1.7 | 0.9 | 1.1 | 1.5 |
冲煮
分析
实施例20：高生产速度下的咖啡片性质
由包含洗过的阿拉别卡咖啡、天然和大粒咖啡混合物的咖啡豆制备咖啡20A，其烘焙和研磨亨特L-色度为约15.6、堆积密度为约0.285g/cm3、平均粒度为约690微米和水分含量为约4.8％。由包含阿拉别卡咖啡和大粒咖啡的咖啡豆制备咖啡20B，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约16.8、堆积密度为约0.33g/cm3、平均粒度为约806微米和水分含量为约5.2％。由包含阿拉别卡咖啡、干燥的咖啡和大粒咖啡的混合物的咖啡豆制备咖啡20C，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约16、堆积密度为约0.288g/cm3、平均粒度为约760微米和水分含量为4.3％。由巴西咖啡豆制备咖啡20D，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约17.9、堆积密度为约0.294g/cm3、平均粒度为约885微米和水分含量为约4.7％。由巴西咖啡豆制备咖啡20E，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约16.8、堆积密度为约0.311g/cm3、平均粒度为约890微米和水分含量为约5.1％。由包含阿拉别卡咖啡、干燥的咖啡和大粒咖啡混合物的咖啡豆制备咖啡20F，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约15、堆积密度为约0.28g/cm3、平均粒度为约720微米和水分含量为约4.6％。由巴西咖啡豆制备咖啡20G，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.301g/cm3、平均粒度为约878微米和水分含量为约4.8％。由巴西咖啡豆制备咖啡20H，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.305g/cm3、平均粒度为约878微米和水分含量为约5％。由巴西咖啡豆制备咖啡20I，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.301g/cm3、平均粒度为约878微米和水分含量为约4.8％。由包含干燥和普通巴西咖啡的混合物的咖啡豆制备咖啡20J，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.329g/cm3、平均粒度为约878微米和水分含量为约4.6％。由巴西咖啡豆制备咖啡20K，其烘焙和研磨至亨特L-色度为约18.8、堆积密度为约0.316g/cm3、平均粒度为约868微米和水分含量为约4.6％。采用设定为使咖啡片经过两步骤压实过程的FetteModel 2090旋转压片机，在几次运行中，将各种咖啡制备成咖啡片。生产运行采用不同的咖啡片质量、生产速度/保压时间和预压缩力和主压缩力。对于多个制备运行，采用相对高的生产速度(或低压制保压时间)。对于每小时90,000-120,000片的生产速度(9.7ms-14ms保压时间)，制备出具有相对高的硬度(大于40N)和相对低的脆性(小于10)的咖啡片，如下表30中所示。
压制后，在Mr.Accel(Model PRX 23)ADC煮咖啡机中，用约1420g水冲煮来自各个运行的10片咖啡片(总计约26-27g)。冲煮后，如上所述地测定冲煮液的吸收度，通过折射率测定萃取进冲煮液的固体百分比，然后将其转化为萃取的总固体和得率。
尽管以上只描述了几个本发明实施方案，应意识到，可进行许多修饰，而不脱离本发明的精神和范围。打算将所有这类修饰包括在本发明的范围内，它只受以下权利要求书的限定。
尽管如在示例性实施方案中联合呈现的，可在本文中描述本发明各个方面、本发明的概念的特征，但这些各个方面、概念和特征可分别或以它们的各种组合和亚组合用于许多供选择的实施方案。如果未明确包含于本文，所有这类组合和亚组合都打算处于本发明范围内。进一步地，尽管对于本发明的各个方面、概念和特征的各种供选择的实施方案--诸如供选择的原料、结构、形状、方法、装置和成分，对于组成、配合和功能的供选择方案等—可描述于本文，但并不意味着这样的描述是无论目前已知的，或是随后开发的可得到的供选择实施方案的完整或详尽的清单。本发明技术人员可容易地将一个或多个本发明方面、概念或特征用于在本发明范围内的其它实施方案和用途，即使这类实施方案未明确公开于本文。此外，即使部分特征、概念或本发明方面可在本文中描述为优选的安排、组合物或方法，也不意味着这样的描述暗示这类特征是必须或必需的，除非明确这样表示。另外，可包括示例或代表的值和范围，以帮助理解本公开；然而，这类值和范围并不在有限的意义上理解，而只在明确这样表示时才被期望是关键的值。而且，尽管本文明确可将各个方面、特征和概念确定为本发明或本发明的形成部分，但这类确认并不意味着是排他的，相反地，可能存在本文充分描述的本发明方面、概念和特征并未这样明确确认或确认为特殊的发明的部分。示例方法或工艺的描述并不限于包括如在全部情况下需要的所有步骤，也并非所提出的步骤的顺序被理解为必须或必要的，除非明确这样表示。而且，可认为上述和以下要求的各个特征是独立的构造块(building blocks)，它们可提供它们本身的功效。因此，预期可基于本文所述，采用这些独立特征的任何一个或多个在实际上的任何组合或排列(不必是某些或全部其它特征)，设计本发明装置和排列。因此，预期可采用这些特征的任何一个或多个在实际上的任何组合或排列，对片剂化产物及其制备方法和用途提出权利要求。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年4月9日提交的、题名为研磨烘焙咖啡片的美国临时专利申请系列号61/168,027和于2010年3月26日提交的、题名为研磨烘焙咖啡片的美国临时专利申请系列号61/318,028的优先权和其它任何利益，二者全部公开通过引用完全结合于本文中。
Claims (46)
1.一种用于自动滴流煮咖啡机的独立咖啡片，该咖啡片包含至少91％的具有至少0.90g/cm3的密度的研磨烘焙咖啡，并表现出至少30N的硬度、不大于10％的脆性和当在自动滴流煮咖啡机中冲煮期间与热水接触时易于崩解，所述咖啡片是可通过多步骤压实过程获得的，在所述多步骤压实过程中：
(a)第一压力下的预压制步骤和第二压力下的随后的主压制步骤是在相同的压实冲模中进行的，其中；
(i)所述预压制步骤是在从大于36.1MPa到84.8MPa的压力下进行的；以及
所述预压制步骤是在从所述主压制步骤期间使用的压力的20％到小于100％的压力下进行的。
2.如权利要求1所述的咖啡片，该咖啡片包含至少1.5％重量丙二醇。
3.如权利要求1所述的咖啡片，该咖啡片包含至少1.5％重量的液体调味载体。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的咖啡片，该咖啡片包含能够改善咖啡片的选自粘合强度、易于崩解和冲煮效率的至少一种机械性质的量的速溶咖啡。
5.如权利要求1-3中的任一项所述的咖啡片，该咖啡片表现出至少50N的硬度，不大于3.5％的脆性。
6.如权利要求1-3中的任一项所述的咖啡片，用于具有2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机，该咖啡片具有小于4g的质量，并表现出不大于6％的脆性，其中的10片未破损咖啡片能用1420ml水在自动滴流煮咖啡机中冲煮成吸收度为1.1-3.5或1.25-2.75或1.7-2.5的可消费咖啡饮料，和其中咖啡片在冲煮时表现出大于26％的得率。
7.如权利要求6所述的咖啡片，其中10片未破损咖啡片能用1420ml水在自动滴流煮咖啡机中冲煮成吸收率为每克>0.07，或>0.09的可消费咖啡饮料。
8.一种用于使用权利要求1-7中的任一项所述的咖啡片以采用自动滴流煮咖啡机制备至少4份标准饮料量的煮好的咖啡的方法，所述自动滴流煮咖啡机被设计用于制备4-12份标准饮料量的咖啡，该方法包括在煮咖啡机的冲煮篮中放置至少4片权利要求1-7中任何一项所述的咖啡片，并使煮咖啡机向冲煮篮注入对应于4份标准饮料的冲煮咖啡的量的热水，从而使热水自咖啡片萃取咖啡固体并产生至少4份标准饮料量的煮好的咖啡。
9.如权利要求8的方法，其中4片咖啡片被用来制备4份标准饮料。
10.如权利要求8的方法，其中的4片咖啡片含有制备4份煮好的咖啡饮料的量的研磨咖啡。
11.如权利要求8-10中任一项的方法，其中将正好4片未破损咖啡片放在冲煮篮中，然后冲煮咖啡。
12.如权利要求8-10中任一项的方法，其中的放置包括将4片相同的前述权利要求1-7中任一项的咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中。
13.如权利要求8-10中任一项的方法，其中的放置包括将来自权利要求1-7中任一项的至少两种不同类型的4片咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中。
14.一种用于使用权利要求1-7中的任一项所述的咖啡片以制备最少份数的冲煮咖啡饮料的方法，该咖啡饮料用设计的自动滴流煮咖啡机制备，该方法包括将权利要求1-7中任何一项的多片咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中，咖啡片的数量与最少数量的饮料份数相同，或两倍于该数量，或三倍于该数量或为该数量的1/2，或该数量的1/3或该数量的1/4，并使煮咖啡机将对应于最少数量的饮料份数的量的热水注入冲煮篮中，从而使热水自咖啡片萃取咖啡固体并产生最少份数的标准饮料量的煮好的咖啡。
15.如权利要求14的方法，其中所述咖啡片以未破损状态放在冲煮篮中，然后冲煮咖啡。
16.如权利要求14中的方法，其中的放置包括将权利要求1-7中任一项的多片相同的咖啡片放在煮咖啡机的冲煮篮中。
17.如权利要求8-10，14-16中任一项的方法，其中的自动滴流煮咖啡机的水传递速度为2.5-3.1g/sec。
18.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中所述片含有半乳糖的量>0.0005％重量，或>0.001％重量或>0.003％重量。
19.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中所述片含有半乳糖的量<0.012％重量，或<0.02％重量或<0.03％重量。
20.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中所述片含有阿拉伯糖的量>0.0045％重量，或>0.005％重量或>0.0075％重量。
21.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中所述片含有阿拉伯糖的量<0.04％重量，或<0.07％重量或<0.1％重量。
22.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中所述片含有甘露糖的量>0.007％重量，或>0.0075％重量或>0.008％重量。
23.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中所述片含有甘露糖的量<0.03％重量，或<0.04％重量或<0.06％重量。
24.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中所述主压制步骤以从>25kN到<80kN的压实力进行。
25.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中所述主压制步骤以从>53.0MPa到<169.7MPa的压力进行。
26.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中当26-30g所述咖啡片在具有2.5-3.1g/sec的水传递速度的自动滴流煮咖啡机中用1420g水冲煮时，在最初200g冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体的百分率为5-15％或5-11％。
27.如权利要求26的咖啡片或方法，其中在最初250g冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体的百分率小于32％或为15-31％。
28.如权利要求26的咖啡片或方法，其中在紧随最初300g冲煮咖啡之后的200g部分的冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体的百分率大于32％或为33-40％。
29.如权利要求26的咖啡片或方法，其中在紧随最初250g冲煮咖啡之后的250g部分的冲煮咖啡期间萃取的总咖啡固体的百分率大于48％或为51-54％。
30.如权利要求26的咖啡片或方法，其中在最初250g冲煮咖啡期间萃取的咖啡固体与紧接着最初250g冲煮咖啡之后的随后250g冲煮咖啡期间萃取的咖啡固体的比率为0.30-0.55。
31.如权利要求26的咖啡片或方法，其中初始250g部分的冲煮咖啡的吸收度与紧随初始250g部分之后的随后250g部分的冲煮咖啡的吸收度的比率小于0.7或小于0.6或为0.33-0.57。
32.如权利要求26的咖啡片或方法，其中所述咖啡片包含100％咖啡。
33.如权利要求32的咖啡片或方法，其中所述咖啡片包含100％含有研磨烘焙咖啡、咖啡固体及其混合物的咖啡。
34.如权利要求26的咖啡片或方法，其中所述咖啡片包含至少99％的咖啡。
35.如权利要求34的咖啡片或方法，其中所述咖啡片包含至少99％的含有研磨烘焙咖啡、咖啡固体及其混合物的咖啡。
36.如权利要求26的咖啡片或方法，其中所述咖啡片包含至少96％的咖啡。
37.如权利要求36的咖啡片或方法，其中所述咖啡片包含至少96％的含有研磨烘焙咖啡、咖啡固体及其混合物的咖啡。
38.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中预压制步骤的压制保压时间<75毫秒，或<50毫秒，或<25毫秒，或<20毫秒或<15毫秒。
39.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中主压制步骤的压制保压时间<75毫秒，或<50毫秒，或<25毫秒，或<20毫秒或<15毫秒。
40.如权利要求1-3中任一项的咖啡片或8-10，14-16中任一项的方法，其中预压制步骤的压制保压时间<75毫秒，或<50毫秒，或<25毫秒，或<20毫秒或<15毫秒和其中主压制步骤的压制保压时间<75毫秒，或<50毫秒，或<25毫秒，或<20毫秒或<15毫秒。
41.如权利要求40的咖啡片或方法，其中在预压制保压时间的结束和主压制保压时间的开始之间有80-900毫秒或150-400毫秒或200-290毫秒的延迟。
42.如权利要求40的咖啡片或方法，其中在预压制保压时间的结束和主压制保压时间的开始之间有15-23倍于预压制保压时间的延迟。
43.如权利要求40的咖啡片或方法，其中自预压制保压时间的开始至主压制保压时间的结束的总持续时间为0.1-1.0秒，或0.18-0.5秒或0.22-0.36秒。
44.如权利要求40的咖啡片或方法，其中自预压制保压时间的开始至主压制保压时间的结束的总持续时间为8-15倍于预压制和主压制的总保压时间。
45.如权利要求40的咖啡片或方法，其中所述片的质量小于4g或小于3.5g或小于3g或小于2.7g或1.9-2.7g。
46.如权利要求40的咖啡片或方法，其中所述片的体积小于3.2cm3；或小于2.9cm3；或小于2.3cm3。
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