CN107072431A - 以大体上水平通流制作热饮料的系统和制作热饮料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制作诸如咖啡的热饮料的系统和方法。根据本发明的系统包括：原料容器，用于热饮料的原料可布置在该原料容器中，其中原料容器设置有液体入口以及出口，出口具有穿过原料的大体上的水平流动；喷嘴组件，其可操作地连接到该出口并设置有入口、空气入口和喷嘴；以及流出口，其可操作地连接到喷嘴，以用于输送热饮料。

Description

以大体上水平通流制作热饮料的系统和制作热饮料的方法

本发明涉及一种用于制作热饮料诸如咖啡和热巧克力的系统。该系统特别涉及例如使用具有研磨咖啡的料包(pads)制备具有奶油或克丽玛(crema)层的咖啡。

制作具有奶油层的咖啡的多种方式在实践中是已知的。通常使用高压制得，例如约9至10巴，以实现具有好的泡沫、克丽玛或奶油层的咖啡。在使用所谓的料包制备浓咖啡的情况下，通过使用具有约5-7克咖啡产品的容器来制备浓咖啡。

例如，NL 1032293描述了一种用于提供具有微小气泡泡沫层的饮料的方法。料包在一侧上设置有喷出类型的开口。然后将该料包放置在保持器中并且穿过其中的流动在压力下发生。出现的问题是，在相对较低的压力下，例如小于3巴，泡沫层品质欠佳。在实践中另外发现，穿过料包的流动，并且特别是穿过其中的咖啡产品的流动不是最佳的，由此咖啡产品未被有效地使用，因此其效率不是最佳的。这样的已知系统也未引起研磨咖啡的均匀提取。

本发明的目的是提供一种用于制作热饮料的改进方法，从而消除或至少减少上述缺点。

该目的通过根据权利要求1所述的用于制作热饮料的系统来实现，热饮料诸如咖啡。

将待提取和/或溶解的产品特别是咖啡产品布置在例如料包中，液体，特别是水，大体上沿水平方向流动穿过该料包，实现了以有效的方式溶解和/或提取产品。已经发现，该产品据此以有效的方式被利用。因此已经发现，代替使用具有例如约7克产品的常规料包，使用约4克产品对杯子而言可能是足够的，这相当于减少约35-45％的原料。已经发现，可以在保持或甚至提高作为最终产品的热饮料的良好品质的同时，实现这种减少。

大体上水平的通流阻止了不正确的通流。这种不正确的通流例如在常规系统中发生，因为咖啡不是完全均匀地分布在料包中，例如由于粗心放置而且还由于料包被向下压。水将终究寻找最小阻力的路径，其中已知的系统因此被认为具有高的效率损失。根据本发明的系统确保液体总是尽可能充分地被引导穿过可用数量的研磨咖啡，从而保证最佳的可能的提取。

根据本发明，在热饮料上具有微小气泡的上述(泡沫)层通过在原料容器中或在原料容器上设置喷嘴组件而实现，其中该喷嘴组件设置有多个流入开口，该多个流入开口布置为在喷嘴组件的侧壁中的空气入口。可以有一个、两个、四个或其它数量的空气入口。在优选实施方案中，这些流入开口位于或接近喷嘴组件的流动通路的直径上的变化部，该通路在使用期间大体上在竖直方向上延伸。因此实现了空气到喷嘴组件中的期望的抽吸。通路的长度优选为约15mm，以便从而实现良好的混合。流入开口优选设置有例如约0.5mm-1.5mm，更优选0.7-1mm，并且最优选约0.85mm的直径。在喷嘴组件中实现混合。混合物然后经由喷嘴或流出口运送到容器或杯子中，其中诸如咖啡的热饮料提供有吸引人的泡沫或奶油或克丽玛层。在使用期间在喷嘴组件的外端部处的向下指向的喷嘴或流出口优选地设置有在约0.85mm范围内的直径。喷嘴组件优选地以塑料材料设置。

根据本发明，可以从多于单个部件例如一个在另一个之上和/或彼此邻近地布置的两部分式料包提供原料。因此，使用者可以提供例如咖啡种类和/或除热饮料外的，例如牛奶或巧克力的个性化的混掺物。

在目前优选的实施方案中，原料容器的液体入口大体上居中地定位，并且出口大体上在原料容器的外周或接近原料容器的外周定位。

液体入口和出口的具体构造实现了穿过原料的大体水平的通流。在该实施方案中，该流动从原料容器的中心流动到外周。入口可以是单个开口。然而，也可以提供多个开口，例如围绕原料容器的中心的以圆圈形式来提供该多个开口。将明显的是，大体上水平的流动还可以包括用于桥接入口和出口之间的距离的(小的)竖直分量。然而，根据本发明的系统中的显著流动方向是大体上水平的。优选地，原料容器的液体入口包括入口板(entryplate)，该入口板具有在入口板的中心的或接近入口板的中心的通道。因此实现了液体到原料的居中的供应。在优选实施方案中，通道进入到室中，以便使液体尽可能优化地分布在原料之上。

优选地，原料容器的出口还包括出口板(exit plate)，出口板具有在出口板的外周处或接近出口板的外周的通道。上述大体上水平的通流用出口板结合居中定位的液体入口而实现。在优选实施方案中，大体上在出口板的外周的方向上，优选地沿径向方向延伸的槽接近通道设置。槽优选地延伸超过1cm至2cm的长度，其中宽度为约1mm至2mm。从属于根据本发明的系统的具体构造的其它尺寸也是可能的。

在具有入口板和出口板的当前优选实施方案中，原料可布置在其中的室在使用中设置在入口板和出口板之间。例如，具有研磨咖啡、松散研磨咖啡、可可等的一个或多个料包可以设置在该室中，使得液体特别是水可以流过其中。

入口板和/或出口板的通道的直径和/或宽度优选在0.5mm-5mm，优选在1mm-4mm，更优选在2mm-3.5mm的范围内，并且最优选地等于约3mm。已经发现，所述范围导致具有优质的最终产品的有效操作。

在当前优选的实施方案中，通道的开口设置为圆孔。对于开口而言，其它形状也是可能的，例如正方形、矩形、锥形等。开口也可理解为指的是凹部(recesses)。另外已经发现，通过提供根据本发明的通流开口，流体在杯子之上的压降非常小，使得热饮料可以在液体的低供应压力下来制备。已经发现，使用在0.5-3巴，优选1-2巴范围中的供应压力，并且甚至在1.5巴的压力下，获得良好的结果，其中产品被最佳地利用，并且良好的泡沫层、奶油或克丽玛层在热饮料，例如咖啡上得到实现。

在根据本发明的有利的优选实施方案中，空气入口用控制装置是可调节的，其中用控制装置可调节的空气入口更优选地包括连续地可调节的入口，该连续地可调节的入口构造成在空气流动穿过喷嘴组件期间调节所混合的空气的量。

提供连续地可调节的空气入口使使用者能够在一定范围内将任何所需量的空气添加到来自原料容器的混合物中。因此，使用者可以实现具有所需类型的所需量的泡沫的热产物。

本发明还涉及一种用于在如上所描述的系统和/或咖啡过滤系统中使用的入口板和/或入口板和出口板的组件。

这样的入口板提供与上面关于该系统所描述的相同的效果和优点。

在常规的过滤咖啡系统中，原料，特别是研磨过滤咖啡，未被最佳地利用。这是因为水滴入一定量的咖啡的中心，因此在边缘处不能发生最佳提取。液体穿过原料的最佳引导是通过提供在使用期间放置在咖啡过滤器的上方的入口板来实现的。水穿过咖啡的最佳引导涉及过滤咖啡系统而更为特别地实现，因为穿孔的入口板放置在咖啡过滤器的顶部上，由此水更加优化地分布在可用数量的过滤研磨物之上，具有大幅改善的提取的直接结果。

根据本发明的组件可以以有效的方式应用于常规制备装置中，并且从而很大程度上实现与上面关于该系统所描述的相同的效果和优点。

此外，本发明还涉及一种用于制备热饮料的制备装置，其设置有如上所描述的系统，并且涉及该制备装置的用途。

这样的制备装置提供与上面关于该系统所描述的相同的效果和优点。

根据本发明的制备装置特别适用于实现用于液体的在所陈述的范围内，优选为约1.5巴的供应压力。因此，可以用相对简单的制备装置的构造来提供具有良好品质和良好泡沫层的热饮料，例如咖啡。可以通过调节可变空气入口来调节泡沫的数量和/或类型。

此外，本发明还涉及根据独立方法权利要求所述的用于制作热饮料的方法，和/或系统或制备装置的用途。

这种方法和用途提供了与关于该系统和/或入口板所描述的相同的效果和优点。

已经发现，使用该可调节的空气入口的调节，该方法对于调节泡沫的数量和/或类型是特别有利的。由于原料的大体上水平的通流，原料被有效且高效地利用。

在根据本发明的可能实施方案中，该方法包括使穿过原料的流动在0.5-3巴范围内的供应压力下大体上沿水平方向发生。因此，可以以有效的方式提供所需品质的热饮料，特别是咖啡。

基于本发明优选的实施方案来阐明本发明的另外的优点、特征和细节，其中对附图进行了参考，在附图中：

-图1示出了根据本发明的系统的视图；

-图2示出了图1的系统的横截面；

-图3示出了图1的系统的部件的总览；

-图4示出了具有用于咖啡过滤系统的入口板的容器的视图；

-图5示出了设置有图1的系统的制备装置的视图；

-图6-8示出了设置有根据本发明的部件的可选系统的视图；以及

-图9A-I示出了根据本发明的系统的可选部件的视图。

系统2(图1-3)包括入口板4，入口板4设置有围绕中心附接开口8设置的多个入口开口6。在所示的实施方案中，板4设置有直立边缘10并且放置在原料容器14的支撑边缘12上。在使用期间，出口板16设置在原料容器14的面向下的一侧上。出口板16设有靠近外周的多个通道开口18。出口板16还设有弯曲边缘19，该弯曲边缘放置在原料容器14的底部20上。

例如以许多料包的形式的原料可以放置在其中的空间22位于板4、16之间。流动空间24位于出口板14和底部20之间，原料和液体的混合物可以穿过该流动空间24沿喷嘴组件28的入口26的方向流动。

喷嘴组件28设置有漏斗形入口空间30、变窄部分32和流动通路34。空气入口38布置成靠近过渡部36。入口38的通流开口经由可旋转闭合装置40是可调节的。

在所示实施方案中，闭合装置40设置有可旋转的环。喷嘴组件28的出口42进入流出部分44。在所示的实施方案中，流出部分44设有两个流出口46。在所示实施方案中，环40也相对于喷嘴组件28和圆形空气入口38旋转。将明显的是，其它可调节的空气入口也是可能的，例如滑阀或旋塞(tap)。

在所示的实施方案中，例如对于料包系统，系统2提供最居中的可能的热水供应，其中例如料包中的咖啡放置在室22中，其中顶部处的中心供水部6和全部围绕室22的外侧的底部的出口18的组合确保水穿过咖啡尽可能最佳地被引导，由此发生最佳可能的提取。在使用后，可能的料包可以在提取后以大体上干的状态从系统2除去，而不会发生另外的泄漏。

在可选实施方案中，热水的供应发生，全部围绕边缘分布，而咖啡从室的流出以居中的方式发生。

在离开室22之后，咖啡混合物然后进入喷嘴组件28，其中经由空气入口38，该空气入口可以以可连续变化的方式打开和关闭，根据文丘里原理，或多或少的空气或没有空气与咖啡混合，由此可以以有效的方式进行连续可变的调节，以选择在咖啡或提取产物上排列泡沫或克丽玛层，或者通过不供应空气来排除这种泡沫层。

咖啡过滤器102(图4)适合于在其中布置研磨咖啡，以用于制备过滤咖啡。为了改进提取，已经发现可以有利地使用与系统2的入口板4类似的入口板104，但是其中通道106遍及板104的表面分布。该分布适用于咖啡容器108的形式。过滤咖啡因此以更有效的方式产生。

系统2可以容纳在制备装置202(图5)中。因此，系统2形成整个设备的一部分，液体可以用该设备达到期望的状况并可以在提取过程中使用。

在组件2的所示实施方案中，液体，特别是水优选地以约1.5巴的压力来供应，并且随后通过盖部分4以便进入室22以用于实际提取，并获得例如咖啡混合物。然后混合物经由出口18离开室22，并经由室24进入喷嘴组件28。空气经由空气入口38供应并与混合物混合，使得喷嘴组件28内部的混合尽可能最佳地进行。该混合物然后经由出口42和流出口46排出，其中优选地实现了锥形向外的流动。

已经发现，在所示实施方案中，在约1.5巴的供应压力下，使用组件2实现了具有期望品质的泡沫层的优质咖啡。在这里可以使用约4克的量的咖啡产品10，其中与常规容器中的7-7.5克相比，在这样相对低的供应压力下使用的原料量引起原料的显著节省。可以同时实现泡沫层品质的提高。

子系统302(图6-8)包括大体上竖直定位的圆筒304、入口系统306和出口308，该入口系统306具有与上面已经描述的相同的工作原理。子系统302可以应用于原料，例如咖啡的水平通流和竖直通流。已经发现，子系统302特别适用于大体上竖直的通流。设备310(图8)将水(沿用箭头所指示的方向)运送到子系统302，并且随后填充杯312。

可选的入口板402(图9A-I)设置有中心通道404、定位在中心通道周围的附加通道406，其中肋408设置在具有通道404、406的中心部分和在使用期间面向上的侧面上的外边缘412之间。密封件410优选地设置在中心部分和具有肋408的部分之间的过渡处。入口板402与边缘412一起放置在原料容器14上。在所示实施方案中，通道404、406在使用期间进入入口板402的面向下的侧面上的贯通进给室414中。出口板416设置有中心闭合部分418，其中槽420与通道422靠近外周设置。在所示实施方案中，通道422布置在边缘424中。环426设置有壁428和通道430。在原料容器14中出口板416优选地设置有夹持配合部。

在使用期间，料包432位于入口板402和出口板416之间，并且流动穿过料包432大体上沿垂直方向发生，如箭头A所示。料包432优选地设置有具有通常打开的结构的上侧434和大体上闭合的下侧436，以便增强水平通流。这样的料包432也可以应用在具有大体水平的通流以及优选可调节的空气入口的另外的可选系统中。

根据本发明的许多构造是可能的，其中构造可以适应于，例如原料类型和/或使用者的偏好。这涉及例如喷嘴或喷嘴组件的尺寸及其喷嘴或喷嘴组件的附接。将明显的是，根据本发明，尺寸和构造的其它组合也是可能的。

已经发现，特别是由于具有用于流入开口的优选尺寸的容器与以范围为0.5-1.0mm，优选为0.6-0.9mm，最优选地等于大约0.8mm设置的喷嘴的组合，不仅实现了喷嘴组件的通路中的正确混合，而且还实现了液体进入杯或其它容器的期望流出。

这里优选使用的喷嘴组件的长度在5-20mm，优选8-18mm的范围内，并且最优选地等于约15mm。该长度的一部分位于容器的室的内部，而在使用期间，该长度的一部分在下侧延伸到容器的室外的位置。

喷嘴组件可以使用夹持配合部布置在容器中，其中如果需要，在喷嘴的外侧上布置止动件或箍/凸缘，用止动件或箍/凸缘该喷嘴组件放置在容器的底部上并且在使用期间通过室中的普遍压力压靠在下侧上。所需部件的数量因此非常少。甚至已经发现不需要额外的密封件。如果需要，可以实现使容器与喷嘴组件成一体。

将明显的是，根据本发明，针对不同实施方案所示出的不同措施也可以彼此组合以形成新的实施方案。

本发明的部分可以应用于制备热饮料的可选制备装置，其中通流方向是大体上竖直的(图6-8)。这里例如可以设想可调节的空气入口。这通过使水流动穿过圆筒来实现，其中圆筒的直径和高度由制备装置中可用的压力和最佳提取决定。在优选实施方案中，存在具有约8mm至20mm，优选约10mm的内部尺寸和约40mm至100mm，优选约60mm的长度的圆筒。该大体竖直的制备与迄今已知的系统相比，还导致了大幅改进的提取。已经发现，在0.5-3巴，优选1-2巴的范围的供应压力下，甚至1.5巴的压力下获得良好的结果。

本发明决不限于上面所描述的其优选的实施方案。所寻求保护的权利由所附权利要求界定，在权利要求的范围内可以设想许多修改。

Claims (16)

1.一种用于制作热饮料的系统，包括：

-原料容器，用于热饮料的原料能布置在所述原料容器中，其中所述原料容器设置有：

-液体入口，和

-出口，其用于原料和液体的混合物，其中所述液体入口和所述出口定位成使得液体能够大体上水平地流动穿过所述原料；

-喷嘴组件，其可操作地连接到所述出口并且设置有：

-入口，其用于原料和液体的所述混合物，

-空气入口，其用于在所述喷嘴组件的通流期间允许空气进入，其中所述空气入口包括构造成在所述喷嘴组件的通流期间引入空气或混合空气的入口，和

-喷嘴，其中所述喷嘴组件设置有当所述混合物流动穿过时空气被混合的构造；以及

-流出口，其可操作地连接到所述喷嘴，用于输送热饮料。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述原料容器的所述液体入口大体上居中地定位，并且所述出口大体上在所述原料容器的外周处或接近所述原料容器的外周定位。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述原料容器的所述液体入口包括入口板，所述入口板具有在所述入口板的中心的或接近所述入口板的中心的通道。

4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述原料容器的出口包括出口板，所述出口板具有在所述出口板的外周处或接近所述出口板的外周的通道。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，提供了槽，所述槽沿朝向所述出口板的外周的方向延伸到所述通道中。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，所述通道的直径和/或宽度在0.5mm-5mm，优选为1mm-4mm，更优选为2mm-3.5mm的范围内，且最优选等于约3mm。

7.根据权利要求3和权利要求4、5或6所述的系统，其中，所述原料能布置在其中的室在使用中设置在所述入口板和所述出口板之间。

8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述空气入口设置有控制装置。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，用所述控制装置能调节的所述空气入口包括连续地可调节的入口，所述连续地可调节的入口构造成在空气流动穿过所述喷嘴组件期间用所述控制装置调节所混合的空气的量。

10.一种入口板，用于在根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统和/或咖啡过滤系统中使用。

11.一种出口板和根据权利要求9所述的入口板的组件，所述组件用于在根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统中使用。

12.一种用于制备热饮料的制备装置，包括根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统。

13.一种制作热饮料的方法，所述方法包括以下步骤：

-将原料设置在原料容器中，其中所述原料容器设置有：

-液体入口，和

-出口，其用于原料和液体的混合物，其中所述液体入口和所述出口定位成使得液体能够大体上水平地流动穿过所述原料；

-使液体大体上沿水平方向流动穿过所述原料；

-使原料和液体的混合物经由所述出口流动到喷嘴组件，其中所述喷嘴组件设置有：

-入口，其用于原料和所述液体的所述混合物，

-空气入口，其用于在所述喷嘴组件的通流期间允许空气进入，和

-喷嘴，其中所述喷嘴组件设置有其中当所述混合物流动穿过时混合空气的构造；和

-用所述空气入口使空气混合到所述混合物中；以及

-允许所述热饮料从所述喷嘴和流出口流出。

14.根据权利要求13所述的方法，包括在空气流动穿过所述喷嘴组件期间用所述控制装置调节所混合的空气的量。

15.根据权利要求13或14所述的方法，包括在0.5-3巴的范围中的供给压力下使流动穿过所述原料大体上沿水平方向发生。

16.一种根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统的用途，用于制备热饮料。