CN106028883A - 在离心咖啡机中从胶囊制备具有克丽玛的大杯咖啡的方法、胶囊及其液体咖啡提取物 - Google Patents

在离心咖啡机中从胶囊制备具有克丽玛的大杯咖啡的方法、胶囊及其液体咖啡提取物 Download PDF

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CN106028883A CN201480075862.9A CN201480075862A CN106028883A CN 106028883 A CN106028883 A CN 106028883A CN 201480075862 A CN201480075862 A CN 201480075862A CN 106028883 A CN106028883 A CN 106028883A
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A·A·罗德里格斯罗德里格斯
A·埃利
F·勒费布尔-鲍蒂尼
A·贝赞特
T·I·赫雷斯阿塞韦多
V·科尔特斯纳尔瓦埃兹
S·里贝罗
D·里贝罗
P·喀斯乐
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
    • A23F5/00—Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
    • A23F5/24—Extraction of coffee; Coffee extracts; Making instant coffee
    • A23F5/36—Further treatment of dried coffee extract; Preparations produced thereby, e.g. instant coffee
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/22—Centrifuges for producing filtered coffee

Abstract

一种用于在咖啡机中从胶囊制作大杯咖啡提取物的方法，包括：提供包含预定剂量的烘焙和研磨的咖啡的胶囊，并且所述机器在所述胶囊内供应热水；在所述机器继续供应热水期间在所述机中围绕胶囊中心轴线旋转所述胶囊，以朝向所述胶囊周边离心并提取液体咖啡提取物，由此从所述胶囊提取所述液体咖啡提取物；所述机器从所述胶囊收集所述液体咖啡提取物，并将所述咖啡提取物分配在容器中；其中所述液体咖啡提取物形成有咖啡泡沫(即，“克丽玛”)，在参考容器中，所述咖啡泡沫具有在所述容器中的高于15mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上，从而是稳定的，并且其中所述烘焙和研磨的咖啡具有11克至14克的重量、200微米至500微米的平均粒度D4,3和50CTN至80CTN的烘焙度。

Description

在离心咖啡机中从胶囊制备具有克丽玛的大杯咖啡的方法、 胶囊及其液体咖啡提取物
技术领域
本发明涉及利用胶囊由咖啡机制备咖啡饮料的领域。更具体地讲，本发明涉及用于生产具有浓稠稳定的咖啡泡沫头(“克丽玛”)的美式淡液体咖啡提取物的方法和胶囊。本发明还涉及一种具有克丽玛的液体咖啡提取物。
背景技术
使用包含咖啡粉末的胶囊制备咖啡由于咖啡制备便利、所得咖啡洁净且品质优良而已实现了在商业上迅速增长的成就。特别地，对于小杯和中杯咖啡例如蕊丝翠朵(25mL)、蒸汽加压煮出的浓咖啡(40mL)或量够咖啡(110mL)，市场上的某些现有咖啡系统能够递送具有各种香味和味道的高品质咖啡，并且这种咖啡还具有质地均匀且顺滑的纯咖啡泡沫头(也称为“克丽玛”)。通常可通过仔细选择来自不同来源的烘焙和研磨的咖啡的不同共混物来获得香味和味道的变化。一般来讲，最好的小杯咖啡提取物是在相对较高的提取压力(10-20巴)下在相对较短的时间(小于60秒)内获得的。
克丽玛的诱人质地通常显现出有光泽的视觉外观和均匀且极顺滑的质地，且无(太多)可见气泡。这种质地还应持久达十分之几秒。如果气泡塌缩太快或聚集成更大的气泡，则咖啡克丽玛会损失厚度，并且缺乏提供诱人口感的质地。
通常不在高压下提取较大杯咖啡(即，约230mL)，以免造成过度提取和/或提取出可引起不良味道的咖啡化合物。
从胶囊制作大杯咖啡的解决方案可包括：在高压条件下制作比最终目标体积小的咖啡体积，并且在咖啡提取期间或之后在液体咖啡提取物中直接添加热水。此方法通常递送被称为“美式咖啡”的咖啡。一个问题在于，添加热水会减小克丽玛的体积。通常，热水将导致气泡瞬时或快速塌缩。
US5325765描述了适于在自动机器(例如咖啡冲煮机器)中使用的密封滤筒。通常通过将所述筒预穿孔并在相对较低的压力下向该筒中注入热水来制备咖啡。然而，问题在于，所得咖啡通常被视为“过滤咖啡”。其强度相对较低。并且，这种咖啡没有克丽玛，最多形成由快速塌缩的大气泡组成的不连续薄肥皂质层。因此，已证明此方法无法在大杯咖啡上形成诱人的克丽玛。
因此，迄今为止并不存在通过在咖啡机中从胶囊提取烘焙和研磨的咖啡而获得的、具有浓稠稳定的泡沫头(下文称为“克丽玛”)的大杯咖啡液体提取物，其中所述浓稠稳定的泡沫头对于咖啡美食家而言将极具吸引力。也不存在通过在胶囊咖啡系统中用热水提取烘焙和研磨的咖啡来制备这种大杯咖啡提取物的方法。也不存在用于能够递送这种美式淡液体咖啡提取物的咖啡机的胶囊。
本发明的目的是提出一种由一次性胶囊(在咖啡机中处理)提供具有“克丽玛”的大杯咖啡提取物的方法，所述“克丽玛”呈现出有光泽的视觉外观以及浓稠、均质且均匀的(油质)质地。
发明内容
本发明包含于此处以引用方式插入的所附权利要求中。
本发明涉及在咖啡机中从胶囊制作大杯咖啡提取物的方法，包括：
-提供包含预定剂量的烘焙和研磨的咖啡的胶囊，并且所述机器在所述胶囊内供应热水，
-在所述机器继续供应热水期间在所述机中围绕胶囊中心轴线旋转所述胶囊，以朝向所述胶囊的周边离心并提取液体咖啡提取物，由此从所述胶囊提取所述液体咖啡提取物，
-所述机器从所述胶囊收集所述液体咖啡提取物，并将所述咖啡提取物分配在容器中；
其中所述液体咖啡提取物形成有咖啡泡沫(即，“克丽玛”)，在参考容器中，所述咖啡泡沫具有在所述容器中的高于15mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上，从而是稳定的，并且其中所述烘焙和研磨的咖啡具有11至14克的重量、200至500微米的平均粒度D4,3和50至80CTN的烘焙度。
本发明人惊讶地发现，持久的咖啡“克丽玛”可在离心提取过程中通过选择某些咖啡参数(具体地讲，重量、咖啡粒度测定和咖啡烘焙值)来获得。
液体咖啡提取物形成有咖啡泡沫，所述咖啡泡沫在参考容器中具有甚至高于20mm、优选地介于20mm和35mm之间、最优选地介于25mm和30mm之间的初始高度。
提取后，液体咖啡提取物在提取后180秒时保留其初始高度的甚至60％以上、最优选地64％以上，从而是稳定的。
特别地，本发明人惊讶地发现，咖啡烘焙度影响咖啡克丽玛的品质，并且特别地，较深的烘焙是优选的。烘焙通常是对生咖啡豆的热处理，这种处理改变了咖啡豆的理化性质(密度、微观结构、油迁移等)，从而开发出咖啡豆的香味、风味和颜色。
优选地，当烘焙和研磨的咖啡具有55至70CTN、更优选地58至65CTN的烘焙度时，获得最佳结果。此烘焙度基本上与深焙咖啡粉末相对应。
优选地，烘焙和研磨的咖啡具有200至350微米的平均粒度D4,3。优选地，烘焙和研磨的咖啡具有按体积计10％至30％的细粒含量。优选地，所述细粒含量优选地为按体积计15％至30％。
优选地，烘焙和研磨的咖啡具有12至13.5克的重量。借助这种咖啡重量，可制作具有极佳克丽玛、高强度但未过度提取的咖啡提取物。
令人惊讶地发现，在这些所选产品和提取过程条件下，可使大杯咖啡提取物获得持久的咖啡克丽玛，同时还显著避免咖啡的过度提取，咖啡的过度提取会生成不期望的苦味或者令人不愉快的风味和/或味道特征。
由本发明的方法获得的液体咖啡提取物提供具有良好强度和醇度的大杯咖啡液体提取物。通常，所述强度可设置成高于大杯过滤咖啡的强度。具体地讲，所述液体提取物优选地具有20重量％至30重量％的咖啡产率。优选地，该液体提取物具有1.0重量％至1.55重量％、更优选地1.25重量％至1.55重量％的总固形物。所述咖啡未被过度提取，从而该咖啡不苦，并提升天然咖啡香味特征(例如谷香、果香或多汁的香味)。
咖啡克丽玛的品质可受到水和/或咖啡温度的影响。对温度的控制优选地涉及水在被供应至胶囊之前的温度(即，“热水温度”)和咖啡被分配在咖啡容器中时的温度(即，“杯内温度”)。
优选地，热水在被供应在所述胶囊内之前被加热在70℃至95℃、更优选地75℃至90℃的温度。另外，咖啡提取物在收集时被保持温热，以便以高于60℃、优选地高于65℃、最优选地70℃至80℃的所述咖啡提取物杯内温度被分配。该杯内温度是兼顾不因温度太高而降低克丽玛的稳定性与为消费者供应足够热的咖啡这两种需求而采取的折衷温度。
杯内温度优选地通过控制收集液体提取物的收集装置和/或分配装置(例如机器的咖啡出口)的温度来控制。例如，该收集装置可包括与例如在共同待审国际专利申请WO2010/089329中所述的加热装置相关联的环形U形收集器。
咖啡的提取通常通过在咖啡机中围绕胶囊中心轴线旋转所述胶囊并使热水以从所述胶囊的中心到周边的方向通过烘焙和研磨的咖啡来实现。换句话讲，所述提取是通过在循环流经胶囊中咖啡料层的液体上产生离心力而获得；这种力生成易于从咖啡颗粒提取咖啡固形物和挥发性化合物的液体压力梯度。形成的咖啡提取物移动到胶囊周边，在该处，其通过多个周边出口离开胶囊。此类周边出口可(例如)由机器的穿孔装置穿孔，以及/或者在胶囊插入机器中之前预先制作。
在优选方法中，热水被供应在胶囊中，直到胶囊充满加压的热水。
在水填充步骤中，供应在胶囊中的水的体积可变化，但通常足以完全湿润咖啡粉末。填充步骤中水的流速受到控制，以不超过胶囊中的一定压力并防止阻挡咖啡流动。一般来讲，该流速低于后续咖啡提取步骤期间的流速。优选地，所述水以约80至150mL/分钟的流速填充胶囊。这种受控热水填充能够改善提取期间咖啡挥发性化合物的释放。水的合适预填充体积可变化，但优选地为胶囊中烘焙和研磨的咖啡的净体积的约0.5至3倍。
有利的是，从胶囊提取咖啡提取物期间，咖啡提取物流经过流动限制装置。该流动限制装置优选地在胶囊的环形周边处提供或紧邻胶囊的环形周边提供。该流动限制装置确保液体在胶囊中的停留时间充足以及咖啡化合物提取的改善。该限制装置可由弹簧偏置压力环形成，所述弹簧偏置压力环接合在胶囊上以阻碍咖啡提取物流，并在咖啡提取物作用于其上的压力作用下被抬升以打开流路。
此方法惊人地显示出生成高体积油质“克丽玛”并同时仍将咖啡提取物的特性(产率、总固形物)维持在优选范围内的强大能力。
热水在提取期间的平均流速更优选地为80至250mL/分钟，甚至更优选地120至200mL/分钟。可控制该流速，以控制咖啡强度并避免咖啡过度提取。热水的流速可取决于所选的咖啡共混物。在一个可能的模式下，热水流速在提取期间变化，例如连续地或逐步地增大或减小。此外，热水流速可在具有不同流速阈值的至少两个独立阶段、甚至更优选地具有两个或三个不同流速阈值的三个独立阶段期间受到控制。
在优选方法中，旋转胶囊，以在胶囊中提供离心力，该离心力迫使经加热的水通过咖啡，并使得咖啡能够在相对较低的压力下提取。优选地，在液体咖啡提取物的提取期间，在胶囊内供应的水压的平均值(“平均压力”)为700毫巴至1巴。
该流速受到系统中的压力和旋转速度的影响。为此，控制旋转速度，以匹配水流速的目标。胶囊可在提取期间以3000至6000rpm的旋转速度旋转。该旋转速度可在提取期间增大或减小，以匹配流速的设置值或者流速的增大或减小曲线。在一个可能的模式下，流速在提取期间通过应用两个或三个连续阶段而变化；每个阶段各具有流速的设置值或者流速的增大或减小曲线。
本发明还涉及一种用于在咖啡机中制作具有浓稠稳定的咖啡泡沫的大杯咖啡提取物的一次性胶囊，所述胶囊包含预定剂量的烘焙和研磨的咖啡，所述烘焙和研磨的咖啡具有11至14克的重量、200至500微米的平均粒度D4,3和50至80CTN的烘焙度，以及优选地按体积计10％至30％的细粒含量。
优选地，烘焙和研磨的咖啡具有200至350微米的平均粒度D4,3。
优选地，该烘焙和研磨的咖啡具有按体积计15％至30％的细粒含量。
本发明的胶囊能在离心咖啡机中提取，以递送形成有咖啡泡沫(“克丽玛”)的大杯咖啡提取物，该咖啡泡沫在参考容器中具有高于15mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上，从而是稳定的。
优选地，该胶囊是可提取的，以形成具有咖啡泡沫的液体咖啡提取物，该咖啡泡沫在参考容器中具有甚至高于20mm、优选地介于20mm和35mm之间、最优选地介于25mm和30mm之间的初始高度。
该胶囊也为可提取的，以形成液体咖啡提取物，提取后，该液体咖啡提取物在提取后180秒时保留其初始高度的甚至60％以上，从而是稳定的。稳定性优选地在60％和80％之间。
该胶囊优选地可包括杯形主体、圆环形凸缘状边缘和密封到该边缘上的上壁构件，其中杯形主体形成容纳烘焙和研磨的咖啡的腔室。该上壁构件可以是由铝和/或聚合物制成的密封隔膜。该上壁构件还可以是具有预制入口和/或周边出口的盖或隔膜。
为降低咖啡粉末的氧化，本发明的胶囊优选地自身形成氧气气密包装或形成具有极低透氧性的包装(例如使用阻隔包装材料如EVOH等)。其优选地在净容积被保护气体(例如N2和/或CO2)饱和的情况下包含烘焙和研磨的咖啡。该胶囊还可形成可透氧包装，但该可透氧包装被二次(额外)包装密封，二次(额外)包装密封是氧气气密的或者使用阻隔包装材料(例如EVOH等)而透氧性极低。
胶囊的内部体积根据胶囊中包含的烘焙和研磨的咖啡的量、以及为了在提取之前预先湿润咖啡而要被接纳用于填充胶囊的水的体积确定大小。水的合适预填充体积可变化，但优选地为咖啡净体积的约0.5至3倍。
本发明还涉及如上所述的胶囊用于制作液体咖啡提取物的用途。
具体地讲，本发明涉及胶囊用于在离心咖啡机中制作大杯咖啡提取物的用途，其中所述胶囊围绕其中心轴线旋转以离心并提取液体咖啡提取物，从而制作形成有咖啡泡沫(即，“克丽玛”)的液体咖啡提取物，该咖啡泡沫在参考容器中具有高于15mm、优选地高于20mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上、优选地60％以上，从而是稳定的。
本发明还涉及一种通过在咖啡机中从胶囊提取烘焙和研磨的咖啡获得的具有230(+/-5)mL体积的液体咖啡提取物，所述液体咖啡提取物具有泡沫头(即，克丽玛)，所述泡沫头在参考容器中具有高于15mm、优选地在所述参考容器中高于20mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上、优选地60％以上，从而是稳定的。
克丽玛稳定性优选地在60％和80％之间。
优选地，本发明的液体咖啡提取物具有20重量％至30重量％的咖啡产率。
优选地，本发明的液体咖啡提取物具有1.0重量％至1.55重量％、优选地1.25重量％至1.55重量％的总固形物。
定义：
在本说明书中使用了若干术语，下文针对其给出定义。
在本发明的上下文中，术语“大杯咖啡提取物”表示230(+/-5)mL的液体咖啡提取物。
“提取”定义为液体咖啡提取物从胶囊分配并在容器中收集的时间段。
“咖啡重量”表示在胶囊的密封或存储包装条件下包含在胶囊中的预定剂量的烘焙和研磨的咖啡的重量。
“烘焙度”是指从在室温下由咖啡烘焙分析仪Agtron E20CP-II测量的得分转换的CTN值。该Agtron分析仪测量在从样品的表面反射的特定波长的近红外能量的量。由Agtron分析仪给出的得分依据由美国伊利诺斯州芝加哥的现代工艺设备公司(Modern ProcessEquipment Chicago,Illinois)给出的换算表“Neuhaus Neotec Colortest vs.AgtronConversion Chart”(Neuhaus Neotec颜色测试对比Agtron换算表)转换。
“克丽玛”定义为形成于咖啡提取物上的具有基本上由小气泡构成的奶油质地的泡沫头。
咖啡克丽玛的“初始高度”在具有图5所示的所定义容量和尺寸的“参考容器”(如本申请中所提及的)中测量。
咖啡克丽玛的“稳定性”由紧接在通过机器的咖啡出口将咖啡提取物分配(或提取)到参考容器中后180秒时克丽玛的初始高度的剩余百分数确定。
“平均流速”由流量计确定，该流量计定位在水加热器之后以及水注射针或胶囊中的注射点之前。
“平均水压”表示位于水加热器之后以及注射针或胶囊中的注射点之前的咖啡机的水分配线路中高于大气压力的水的平均压力。水压通常由压力传感器测量。
平均直径D4,3表示咖啡颗粒的体积平均直径。该值由莱驰公司(Retsch company)商品化的Camsizer XT仪器通过激光衍射方法确定。该方法使用动态图像分析(ISO 13322-2)和空气压力分散。该测量方法通常每秒捕获超过250个图像；每个图像具有大约1.3M像素。分辨率为约1微米。分析区域的宽度为25mm(FoV)。此设备利用数字图像处理的原理。
“细粒”为当由Camsizer XT设备测量时直径小于或等于100微米的所有小咖啡颗粒。咖啡粉末中细粒的百分数按体积表示。
“提取产率”定义为咖啡提取物中总固形物的总重量除以胶囊中所含烘焙和研磨的咖啡的总重量。该值用重量百分数表示。
“总固形物”定义为液体咖啡提取物中所含的所提取固形物的重量除以液体咖啡提取物的总重量。该值用重量百分数表示。
“热水温度”由加热器内部水的温度或加热器中与水接触的加热块的温度确定，由温度传感器测定。
“杯内温度”由紧接在从咖啡机分配在容器中之后液体咖啡提取物在其中心处的温度确定。该温度在室温(23+/-3℃)下测量。该温度在参考容器中用经校准的温度传感器(由Thermocontrol供应的K型热电偶)测量。
附图说明
图1示出用于制作大杯咖啡提取物的根据本发明的饮料胶囊的侧视图；
图2以横截面示出包括图1的胶囊的咖啡机；
图3是包括图1胶囊的咖啡机的放大横截面图；
图4是在从咖啡机的胶囊中离心出液体期间，图3的放大横截面图；
图5示出用于确定液体咖啡提取物的咖啡克丽玛的特性的参考容器；
图6示出具有克丽玛的大杯咖啡液体提取物的恰好在用于确定初始高度而进行的分配之后的图片(左侧)和恰好在用于确定克丽玛稳定性的预定停顿时间(例如，t＝180秒)之后的图片(右侧)；
图7是示出对于离心咖啡系统，克丽玛高度随烘焙度变化的影响的曲线图；
图8是示出不同深度烘焙咖啡胶囊的克丽玛稳定性的曲线图；
图9是示出不同深度烘焙咖啡胶囊的克丽玛高度的曲线图；
图10是示出不同深度烘焙咖啡胶囊的克丽玛稳定性的曲线图；
图11是示出不同中度烘焙咖啡胶囊的克丽玛高度的曲线图；
图12是示出不同中度烘焙咖啡胶囊的克丽玛稳定性的曲线图；
图13是示出不同浅度烘焙咖啡胶囊的克丽玛高度的曲线图；
图14是示出不同浅度烘焙咖啡胶囊的克丽玛稳定性的曲线图。
具体实施方式
本发明的咖啡胶囊系统的优选模式的具体描述：
图1涉及根据本发明的胶囊1的优选非限制性实施方案。该胶囊为一次性使用并且被设计成从饮料制作设备或咖啡机递送饮料。该胶囊优选地包括杯形主体2、圆环形凸缘状边缘3和圆盘外形的上壁构件，优选地，可穿孔的膜4。杯形主体2可如图示出成形为碗或可成形为其他外形。因此，膜4和主体2包封封装件，即配料隔室6。如图所示，膜4优选地连接到边缘3(例如在1mm至5mm之间)的内部环形凸缘部分上。膜4通过密封件(例如热或超声波焊线)连接至主体的边缘3。
边缘3未必如图所示为水平的。其可稍微向上或向下弯曲，以便增大密封件对因胶囊物质或配料随时间推移而排气所致的随时间推移而增大的推压在膜上的压力的阻力。
胶囊的边缘3优选地在相对于主体的中心对称轴I基本垂直(如图示出)或稍微倾斜(如果如上所述弯曲)的方向上向外延伸，所述中心对称轴I对应于胶囊1在饮料制作设备(参见图2)中的旋转轴Z。因此，对称轴I在胶囊在冲煮设备中离心期间与旋转轴Z对准。
应当理解，胶囊的所示碗形实施方案仅是示例性实施方案，并且根据本发明的胶囊(具体地讲，胶囊主体2)可采取各种不同形状。主体2具有深度为d的凸面部分5。然而，部分5还可以是截顶的或圆柱形部分或者不同形状(例如截顶、圆柱形、球形等)的部分的组合。
胶囊的主体2优选地为刚性或半刚性。该主体可由食品级塑料(例如，聚丙烯)与气体屏障层(例如EVOH等)或者铝或者塑料和铝的层合物形成，所述层合物例如是铝-PP(聚丙烯)层合物，其中优选地PP形成该层合物的内层，铝形成该层合物的外层。可提供额外漆或彩色层。该膜还可由纸张和塑料、纸张和铝，或纸张、铝和塑料的组合形成。塑料还包含可生物降解塑料，例如结晶PLA或等同物。膜4可由较薄材料制成，例如还包含屏障层或者铝或者塑料和铝的组合的塑料膜。膜4通常具有例如在10微米和250微米之间的厚度。该膜经穿孔以供形成进水口，如在说明书中稍后将描述的。该膜还进一步包括可穿孔的周边区域。
替代膜4，胶囊1还可包括刚性、半刚性或柔性接合盖构件，其优选地具有圆盘的外形，包括具有用于实现水注入构件的引入的入口端口的中心部分和具有在圆周上布置的出口开口的周边部分。
例如，这些出口开口可由滤纸和/或塑料织物的环形层形成。入口端口和出口开口因此在胶囊插入设备中之前预先制作。入口端口和出口开口可在插入之前由可移除气密层例如外覆包装或可剥离膜覆盖。
胶囊1旨在用于递送大杯咖啡，更具体地讲，230mL的液体咖啡提取物。大杯咖啡胶囊1优选地包含介于11克和14克之间的研磨咖啡量。胶囊中物质的填充程度和/或胶囊的体积还被设置成确保热水在预湿润步骤期间的填充。
优选地，采用根据本发明的设置的胶囊可包含烘焙和研磨咖啡的不同共混物、或者来自不同来源和/或具有不同烘焙和/或研磨特性的咖啡。
如图1至图4中所示，本发明的胶囊更具体地讲在其凸缘状边缘3处包括从向内凸缘部分7向上且向下突出的环形调压环8。具体地讲，该调压环(其功能将稍后解释)包括在胶囊的轴向方向上、在通过凸缘部分7的平面上方延伸的上部，并且优选地包括仍在胶囊的轴向方向上、在所述平面下方延伸的下部10。按照惯例，该参考平面此处沿着凸缘部分7的下表面截取。在本发明的上下文中，术语“轴向方向”是指对准或平行于胶囊的中心轴线I的任何方向。术语“横向方向”是指垂直于中心轴线I或倾斜大于45度的角度的任何方向。术语“下部”和“上部”此处是指当胶囊的上壁4向上取向并且主体2的底部向下取向时装置的相对位置(如图所示出)。
图2示出根据本发明一实施例的咖啡机处于其闭合状态的视图。因此，该设备包括旋转胶囊保持器20、旋转驱动装置21(例如，旋转电机)和经离心液体通过饮料出口23冲击并排出到其上的收集器22。驱动装置21包括旋转电机，其通过轴向连接至胶囊保持器的轮轴24在底侧(如图示出)或顶侧(未示出)连接到胶囊保持器20。胶囊保持器20具有圆周表面，其形成实质上等于胶囊1的主体的插入直径的参考直径，从而确保胶囊在胶囊保持器20中的紧密贴合，而没有可能的径向游隙。应该指出的是，胶囊保持器可采用各种形状并且还可由简单环形中空环形成。
此外，该设备包括水注入装置25，其具有被布置成在其中心部分中刺穿胶囊1的膜4的注入构件26。如WO2008/148604(此处引用作为参考)中所述，注入装置26连接至包括水源29(例如水槽)、泵30和水加热装置31的液体回路28，用于在饮料提取过程期间向胶囊1提供预定体积的经加热加压水。通过将水经具有中空针或管外形的注入构件26注入而将水送入胶囊中。提供额外加热装置(未示出)，以在将咖啡提取物分配到收集器22中时维持咖啡提取物温热。如果需要，注入构件可由锋利自由端形成以确保上壁的穿孔。该设备还包括一系列出口穿孔器27，如WO2008/0148604中所述。这些出口穿孔器设置在提取界面33的周边处，提取界面33在设备闭合期间抵靠胶囊的上壁接合。因此，出口产生在膜4的环形部分中，从而使得所提取(经离心)的饮料能够在胶囊1旋转运动期间离开胶囊1。
该设备还包括控制单元40，其控制该设备的不同元件，尤其是泵30、加热器31和驱动装置21的旋转速度。具体地讲，控制单元经编程以在提取期间调节操作参数，包括(但不限于)：水泵流速、水温、旋转速度和不同咖啡制备阶段循环，即，预湿润、提取、干燥。可针对不同胶囊特别设计数个程序，例如递送具有特定强度和“克丽玛”特性的液体咖啡提取物。这些胶囊可包括识别码(例如条形码、射频标签等)，以供在设备中实现识别并用于自动设置操作参数。在此情况下，该设备包括关联到控制单元的合适读码装置。
本发明的系统包括能够提供与通过其出口(穿孔或预先制作)离开胶囊的经离心液体背逆的背压的流动限制装置18。阀装置18通过设备在胶囊上的互补接合形成。更具体地讲(图4)，该设备包括阀构件34，其相对于提取界面33在圆周上布置并且其具有下部环形压制表面35。
在胶囊的侧面上，该流动限制装置包括调压环8，其由设备的阀构件34的环形压制表面35接合。压制表面35在预定的背压下接合到调压环的上部上。借助于弹簧偏置装置(例如放置在阀构件34和环形反力元件37之间、直接或间接连接到提取界面33或者是提取界面33的一部分的弹簧36)使流动限制装置的两个互补部分34、8有弹性地压力接合。弹簧装置36(例如6至10个弹簧)可均匀放置在周边、在部分34和元件37(例如平行的螺旋形或片形弹簧)之间，以均匀分布并平衡胶囊边缘上的预加负载。
阀构件34和注入单元25通常能经由闭合系统(未显示)相对于胶囊保持器20移动(反之亦然)，以便分别在饮料提取过程之前和之后实现将胶囊1插入到胶囊保持器20和将胶囊1从胶囊保持器20弹出。闭合系统可以是机械和/或液压闭合机构。此外，提取界面33、阀构件34、胶囊1和胶囊保持器20在离心过程期间全部能围绕轴Z旋转。还使阀构件34能独立于提取界面33移动，从而将胶囊的不同可能厚度考虑在内，而不在抵靠胶囊接合时影响注入部分的相对位置。为此，部分34可以可滑动方式围绕提取界面33安装。接合件44(例如O形环)可设置在两个部件33、34之间，以确保流动限制装置的液体气密性。
在胶囊的保持器侧面上，调压环8可由胶囊保持器20的支撑边缘的降低部分或凹陷部38牢固支撑。降低部分或凹陷部38相对于胶囊保持器的边缘的凸缘支撑部分39降低，所述胶囊保持器保持边缘的凸缘部分7。
从胶囊1提取出饮料是通过驱动注入单元25的提取界面33、流动限制装置18、胶囊保持器20和胶囊以可恒定或可变的高旋转速度(例如，在3500rpm和5000rpm之间)共同围绕轴Z旋转来实现。该旋转速度在提取期间必须足以在胶囊中形成液体的离心压力，从而使流动限制装置能够打开，如同所述。
在中心注入到胶囊1中的热水往往沿着主体2的侧壁的内表面引导，一直到膜4的内侧，然后穿过通过穿孔构件24形成于膜4中的穿孔出口开口，然后穿过位于表面35和环8的顶部之间的阀装置18。液体可由形成于穿孔器27和膜4之间的空隙过滤以确保大部分咖啡颗粒保持在胶囊中。因液体在胶囊1中的离心，使液体和在胶囊内提供的烘焙和研磨的咖啡粉末相互作用以便形成咖啡液体提取物。图4示出当饮料离心离开胶囊并且流动限制装置充分打开以使液体在调压环8和流动限制构件34之间通过时的系统。
在阀装置上游给予经离心饮料足够压力以将阀装置打开，并且形成环形限制开口42以供液体流以高速度朝向收集器的冲击壁46喷射。由液体迫使阀构件34进一步压靠弹簧36就再次实现阀装置的打开。应该指出的是，在流动限制装置18和环8之间可能需要小的液体渗漏，其有助于在饮料制备过程的开始(预先湿润或填充步骤)在用水填充胶囊期间放出包含在胶囊中的气体或空气。
在用热水填充胶囊之后并在提取阶段期间，水继续通过水泵以受控的一个或多个水流速送入胶囊中。优选地，控制旋转速度以匹配优选的参考水流速。水流速可由放置在水泵下游的流体回路中的流量计测量并由控制单元40控制。旋转速度在提取阶段期间波动以匹配如在控制单元中预设的参考流速。提取步骤可分成具有不同流速目标或者流速的(增大或减小)曲线的不同连续阶段。
在提取阶段结束时，水泵可停止，同时维持离心以从胶囊排出剩余液体(“干燥”)。
在共同待审专利申请PCT/EP13/076448中描述了有关控制机器中咖啡制作的更多信息。
实施例：
实施例1：
以下分析目的在于比较通过使用离心提取来提取具有不同烘焙度和粒度的液体咖啡提取物获得的克丽玛量和稳定性。
产品：
哥伦比亚咖啡(100％纯阿拉伯咖啡)已以不同烘焙度并且每批400g分批在Neuhaus Neotec烘焙器RFB-S中烘焙。
烘焙度如下：
100CTN表示“浅度烘焙”(代表110至91的烘焙度范围)；
80CTN表示“中度烘焙”(代表90至71的烘焙度范围)；
60CTN表示“深度烘焙”(代表70至50的烘焙度范围)。
胶囊中烘焙和研磨的咖啡的重量为13g。
排气时间为10分钟，其中O2含量低于2％体积。
在Camsizer XT上测得的粒度的特性如下：
为帮助编码样品，已使用以下代码表：
简言之，参见平均值，每一烘焙度的粒度测定值为：
从深度烘焙咖啡胶囊获得的咖啡提取物的咖啡产率和总固形物经测定如下：
深度烘焙 产率(％) 总固形物(Tc)
D1 23.1 1.28
D2 23.2 1.28
D3 24.7 1.36
D4 23.0 1.28
D5 23.2 1.28
D6 26.2 1.45
D7 26.2 1.45
D8 27.9 1.53
D9 27.9 1.53
咖啡产率可在相对大范围内变化。该产率还可随共混物中的一些罗布斯塔咖啡增加。
容器和咖啡克丽玛的特性：
如图5所示，旨在用于表征本发明中液体咖啡提取物的克丽玛的“参考容器”为具有370mL容量的透明石英型玻璃杯。该玻璃杯具有直径D1等于51.7mm的圆形内部平坦底面、直径D2等于83.7mm的顶部圆形较大开口、124mm的内部轴向高度H和2.3mm的壁厚度T。侧壁为旋转对称的并通过从底部朝向顶部开口连续且基本直线地加宽而倾斜。
克丽玛的高度用尺在玻璃杯壁上直接测量。在结果中，这些值用厘米表示。
恰好在于参考容器中分配咖啡提取物之后180秒时计算稳定性。
胶囊、机器和方法：
胶囊是如结合图1所述的胶囊。
机器是离心咖啡机Nespresso VertuoTM，结合图2至图4描述其离心提取原理。
制作230mL液体咖啡提取物。提取针对每一样品重复五次。
克丽玛结果：
-烘焙度对克丽玛体积的影响：
结果提供于图7中。X轴是指60、80和100三个值的CTN烘焙度。Y轴是指克丽玛的初始高度。烘焙度对克丽玛量的影响显著。咖啡烘焙越多，克丽玛的体积(高度)越大。
-烘焙度对克丽玛稳定性的影响：
结果提供于图8中。X轴是指CTN烘焙度。Y轴是指按百分数计的稳定性。烘焙度对克丽玛稳定性的影响显著。咖啡烘焙越多，提取之后克丽玛越稳定。
-粒度和细粒含量对深度烘焙咖啡胶囊的克丽玛的影响：
有关深度烘焙咖啡胶囊的克丽玛高度的结果提供于图9中。X轴是指深度烘焙样品D1-D9。Y轴是指克丽玛的初始高度。
有关克丽玛稳定性的结果提供于图10中。X轴是指深度烘焙样品D1-D9。Y轴是指克丽玛的稳定性。
D7、D8和D9样品提供大于30mm的较大咖啡克丽玛初始高度。样品D2-D9的稳定性没有明显不同。样品D1具有较低稳定性。
-粒度和细粒含量对中度烘焙咖啡胶囊的克丽玛的影响：
有关中度烘焙咖啡胶囊的克丽玛高度的结果提供于图11中。
有关克丽玛稳定性的结果提供于图12中。
样品M2-M9的克丽玛稳定性没有明显不同。克丽玛的高度整体上低于深度烘焙胶囊的克丽玛高度，但可接受。稳定性略低。
-粒度和细粒含量对浅度烘焙咖啡胶囊的克丽玛的影响：
有关浅度烘焙咖啡胶囊的克丽玛体积的结果提供于图13中。有关浅度烘焙的克丽玛稳定性的结果提供于图14中。
克丽玛的高度显著低于深度烘焙咖啡胶囊的克丽玛高度。
除了L7、L8和L9以外，克丽玛的稳定性显著降低。
总的来说，结果表明，深度烘焙咖啡胶囊在很宽的粒度和细粒含量范围内提供克丽玛体积。
实施例2—咖啡重量对克丽玛品质的影响：
胶囊和咖啡机的类型与实施例1相同。
对于此实施例，使用半无咖啡因咖啡。
咖啡提取期间的水温设置为83℃。杯内咖啡温度为75℃。胶囊Y的流速为168mL/分钟并且提取压力为910毫巴。
三种样品的克丽玛结果报告于下表中。
这些结果表明，克丽玛的品质取决于胶囊中的咖啡重量。具有10克烘焙和研磨的咖啡粉末的胶囊制作出不仅通常具有较小克丽玛、而且明显具有不良稳定性的咖啡提取物。

Claims (17)

1.一种用于在咖啡机中从胶囊制作大杯咖啡提取物的方法，包括：
-提供包含预定剂量的烘焙和研磨的咖啡的胶囊，并且所述机器在所述胶囊内供应热水，
-在所述咖啡机继续供应热水期间在所述咖啡机中围绕胶囊中心轴线旋转所述胶囊，以朝向所述胶囊的周边离心并提取液体咖啡提取物，由此从所述胶囊提取所述液体咖啡提取物，
-所述咖啡机从所述胶囊收集所述液体咖啡提取物，并将所述咖啡提取物分配在容器中；
其中所述液体咖啡提取物形成有咖啡泡沫(即，“克丽玛”)，在参考容器中，所述咖啡泡沫具有在所述容器中的高于15mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上，从而是稳定的，并且
其中所述烘焙和研磨的咖啡具有11克至14克的重量、200微米至500微米的平均粒度D4,3和50CTN至80CTN的烘焙度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烘焙和研磨的咖啡具有55CTN至70CTN、更优选地58CTN至65CTN的烘焙度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述烘焙和研磨的咖啡具有200微米至350微米的平均粒度D4,3和10体积％至30体积％、优选地15体积％至30体积％的细粒含量。
4.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述烘焙和研磨的咖啡具有12克至13.5克的重量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述液体咖啡提取物具有20重量％至30重量％的咖啡产率。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中总固形物为1.0重量％至1.55重量％、优选地1.25重量％至1.55重量％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中热水在被供应于所述胶囊内之前，被加热在70℃至95℃的温度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述咖啡提取物在收集时被保持温热，以便以高于60℃、优选地高于65℃、最优选地70℃至80℃的咖啡提取物杯内温度被分配。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热水被供应在所述胶囊中，直到所述胶囊充满加压的热水，然后所述胶囊以提取旋转速度旋转以供提取所述液体咖啡提取物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在从所述胶囊提取所述咖啡提取物期间，所述咖啡提取物流动通过流动限制装置，所述流动限制装置优选地被设置在所述胶囊的环形周边处。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热水的平均流速为80mL/分钟至250mL/分钟，更优选地120mL/分钟至200mL/分钟。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述液体咖啡提取物的提取期间，在所述胶囊内供应的水压的平均值(“平均压力”)为800毫巴至1巴。
13.一种用于在咖啡机中制作具有浓稠稳定的咖啡泡沫的大杯咖啡提取物的一次性胶囊，所述胶囊包含预定剂量的烘焙和研磨的咖啡，所述烘焙和研磨的咖啡具有11克至14克的重量、200微米至500微米的平均粒度D4,3和50CTN至80CTN的烘焙度、并且优选地具有10体积％至30体积％的细粒含量。
14.根据权利要求13所述的胶囊，其中所述烘焙和研磨的咖啡具有200微米至350微米的平均粒度D4,3和15体积％至30体积％的细粒含量。
15.根据权利要求13或14所述的胶囊，其中所述胶囊能在离心咖啡机中提取以递送形成有咖啡泡沫(“克丽玛”)的大杯咖啡提取物，所述咖啡泡沫在参考容器中具有高于15mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上，从而是稳定的。
16.一种根据权利要求13至15中任一项所述的胶囊的在离心咖啡机中制作大杯咖啡提取物的用途，其中所述胶囊围绕所述胶囊的中心轴线旋转以离心并提取液体咖啡提取物，从而制作形成有咖啡泡沫(即，“克丽玛”)的液体咖啡提取物，所述咖啡泡沫在参考容器中具有高于15mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上，从而是稳定的。
17.一种通过在咖啡机中从胶囊提取烘焙和研磨的咖啡获得的具有230(+/-5)mL体积的液体咖啡提取物，所述液体咖啡提取物具有泡沫头(即，克丽玛)，所述泡沫头在参考容器中具有高于15mm、优选地在所述参考容器中高于20mm的初始高度，这种咖啡泡沫在提取后180秒时保留其初始高度的50％以上、优选地60％以上，从而是稳定的。
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