CN108024661A - 制备咖啡饮料的方法及设备 - Google Patents

Abstract

提供一种制备咖啡饮料的方法，在冲泡过程中，可预先设定总量的冲泡水被引导通过一定量的咖啡粉。为了提高新鲜冲泡的咖啡饮料的味道品质，至少提高连续制备的咖啡饮料的特有口感的一致性。冲泡过程所需的总的通流时间是预先设定的或者是可预先设定的，在该流通时间内，一定总量的冲泡水被引导通过一定量的咖啡粉。

Description

制备咖啡饮料的方法及设备

本发明涉及一种制备咖啡饮料的方法以及相关设备，在该方法中，在冲泡过程中可预先设定总量的冲泡水被引导通过一定量的咖啡粉。

市场上可购得的咖啡机，如全自动咖啡机或浓缩咖啡机，都具有充满咖啡粉的冲泡腔，在该冲泡腔中咖啡粉可以被压缩，然后热水可在压力的作用下被引导通过该冲泡腔室。在某些情况下，该类咖啡机还具有可以现磨咖啡豆的研磨装置。

EP 1 113 944 B1提出在冲泡腔的下游设置机械控制阀，在该机械控制阀中，弹簧试图使阀体保持在开启位置，并且在该机械控制阀中，可以通过加压的咖啡饮料克服弹簧在关闭方向上的预张力以使阀体关闭，这里所描述的控制阀装置用于使相对流率在一定范围内保持恒定。弹簧的预张力和因此所需的流率可以通过调节螺栓手动调节。

就已知的咖啡机而言，可以发现冲泡饮料的味道和品质受到严重的波动，对于目前市面上可购得的咖啡机而言，除了使用的咖啡的类型和量之外，咖啡机的研磨程度和咖啡粉在冲泡腔中的压缩程度对冲泡的咖啡饮料的味道有着显著的影响。但是，除此之外，人们也经常发现在咖啡机已经停用较长一段时间后，首次配制的咖啡的味道和质量与期望值相差甚远，甚至不得不扔掉。然而，在其他恒定条件下连续操作的过程中，所配制的咖啡饮料的品质和味道也可能出现波动。

因此，本发明的目的是提高新鲜冲泡的咖啡饮料的味道品质，至少提高连续制备的咖啡饮料的特有口感的一致性。

该目的可通过方案1中所述的方法和方案7中所述的冲泡设备达到，有利的细化可从从属方案中找到。

就上述类型的方法而言，本发明的目的是在这样达到的，即，冲泡过程的总通流时间是预先设定的或是可预先设定的，其中，在该通流时间内，一定总量的冲泡水被引导通过一定量的咖啡粉。

但是，很容易发现在现有技术中对咖啡饮料的特色口味起到重量影响的变量是咖啡粉的研磨程度以及位于冲泡腔中的所述咖啡粉的压缩程度，通过本申请人实施的感官实验表明，对不同研磨程度的咖啡粉的进行恒定通流时的调节，可以制备在口味和品质方面几乎相同的咖啡饮料。这是一个意想不到且极其令人惊讶的发现，因为之前假定咖啡饮料的味道主要受咖啡粉的研磨程度，即，颗粒大小的影响，并且需要使用尽可能细的咖啡粉来制备具有“意式浓缩咖啡”口感的咖啡饮料。

现在本发明得到一种结论，即，不管咖啡粉的研磨程度和压缩程度如何，当且仅当冲泡水通过咖啡粉的总通流时间一样时，就味道和品质而言，可以制备出无法区分的咖啡饮料。如果仅通过调节流率使得整个冲泡过程具有一个恒定的通流时间就可以补偿这些差异，则冲泡水最初通过时是更快或者更慢在这里也不会起到重要作用。因此，如果因咖啡粉粗糙使得冲泡水开始时以更为快的速度通过，根据本发明，可通过相应的调整使得将要被引导通过的剩余的冲泡水相应地以更缓慢的速度流过，反之亦然。

与本技术领域之前的认知相反，本申请人甚至能够用某些粗糙的咖啡粉制备具有意式浓缩咖啡味道的咖啡饮料，这些咖啡饮料比使用特殊原料制备的咖啡饮料的口感更好，申请人甚至已经能够通过使用粗研磨咖啡粉来制备具有“意式浓缩咖啡”口感的咖啡饮料，这些咖啡饮料比用特别的、尤其是由细研磨的意式浓缩咖啡粉制备的咖啡饮料更好，根据申请人的研究结果，这是由于咖啡风味会因过度的精细研磨而流失。

因此，根据本发明的具有恒定总通流时间的冲泡方法，几乎完全可适用于补偿咖啡粉的研磨程度的差异，以大幅度地简化工艺技术，并且，当通过现磨咖啡豆制备咖啡饮料时，可以使用更经济有效的研磨装置。

其次，根据本发明的冲泡方法，当使用具有相同研磨程度的咖啡粉时，可通过针对性地改变通流时间以使得饮料提取出不同味道特征。此外，优化品质基本相同的咖啡饮料的排出时间，可允许使用更为少量的咖啡粉。所以，使用根据本发明的冲泡方法，还可以达到节约咖啡粉的目的。

通过控制整个冲泡过程中的流率可以达到所设定的期望的总通流时间在本发明保护的范围内。尤其是，对冲泡水的主动流量控制在本发明的保护范围内。这里，优选地，在冲泡过程中冲泡水流率采用自动化的方式控制。

在根据本发明的冲泡方法中，相应规定，冲泡过程所需的通流时间可以是预先设定的或是可预先设定的，在该通流时间内，一定总量的冲泡水被引导通过咖啡粉。在冲泡过程期间，连续或至少多次确定冲泡水的体积流率的值，以根据测量所得的体积流率的值确定已经被引导通过或将要被引导通过的冲泡水的量。冲泡水在压力作用下通过，且冲泡水的主动流量控制由可调节的背压阀施加的背压实现。为了达到总通流时间，在冲泡过程中根据已经被引导通过或将要被引导通过的冲泡水的量调节冲泡水的体积流率，以使冲泡过程在预先设定的总通流时间内进行。

在压力下控制冲泡水通过可以制备品质极高的咖啡饮料。在本示例中，还可以通过控制压力来实施对冲泡水的流量控制。可以使用一种简单的方法调节压力可控的水泵的旋转速度实现对压力的控制，例如，通过脉冲宽度调制电源电压实现。在本示例中，优选地，压力范围在2-25巴之间，更为优选地，在5-25巴之间，最优地，在8-15巴之间。

然而，冲泡水的流量控制主要通过一个位于出口端的背压阀施加的背压实现。这是特别有利的，因为在相对较高的压力下会产生的更好的油，这主要用于制备意式浓缩咖啡饮料。意式浓缩咖啡的油包含有大部分的咖啡风味，因此对于高质量的意式浓缩咖啡饮料而言尤为重要。在本示例中，特别地，可调节的背压阀可用来控制背压力。

在本发明的一个优选改进方案中，控制器以自主学习的方式被编程，以使得控制器可以从之前一个或多个冲泡过程中确定在冲泡过程开始后的初始阶段通过背压阀的流量，在冲泡过程开始后，一旦液体开始流动，通过背压阀的液体量必须被节流，以达到期望的总通流时间或预期的流率。具体地，已经发现特别是在冲泡过程开始之后的起始阶段中会发生剧烈波动的通流响应，这可由背压阀区域的热膨胀效应或弹性材料响应来解释。特别是当使用由步进电机驱动的针阀时，必须在起始阶段调节背压阀，有时候需调节相当大的程度，以达到期望的通流量。一旦流体开始流动以后，控制器就可以从之前的冲泡过程了解到需要调节的量并确定在产品配制操作开始时阀门的调节程度，可以看出这是有利的。

这个量，例如可以是在冲泡过程的开始阶段打开背压阀所需的步数和一旦液体开始流动可能再次关闭背压阀所需的步数。根据本发明，在根据已经被引导通过或将要被引导通过的水的量来启动背压控制之前，在一个新的冲泡过程中开始执行这个学到的步数。

最终，本发明的方法可以用于所有已知的咖啡机，例如，手柄过滤式咖啡机(portafilter machines)。在一个优选的实施例中，该冲泡方法用于具有冲泡腔的咖啡机。在本示例中，咖啡粉加入到咖啡机的冲泡腔中，并且冲泡水在预先设定的总通流时间内被引导通过冲泡腔。在此过程中，通流时间由沿通流方向布置在冲泡腔下游的背压阀控制。

在本发明的一个改进方案中，可以连续或者至少多次确定已经被引导通过或者将要被引导通过的冲泡水的量，并根据以该种方式确定的量来致动背压阀，以便于保证冲泡过程在预先设定的总通流时间内进行。在预先设定的总通流时间结束之前，在给定冲泡水的可预先设定的总量的前提下，根据在剩余时间段内还需被引导通过冲泡腔的冲泡水的多少，决定是否进一步开启或关闭背压阀以增加或减小体积流率。

用于背压流量控制的测量变量和输入值可以是测量的体积流率，该体积流率可以通过，例如，位于进水口的流量传感器来确定。已经通过的冲泡水的总量可以通过一个特别简单的方式从上述体积流率中确定，例如，通过PID控制器对体积流率进行积分。

根据本发明的冲泡设备相应地具有一个控制器，该控制器可使得冲泡过程中被引导通过咖啡粉的冲泡水的总量是预先设定的或是可预先设定的。特别地，控制器可以为PID类型的控制器。

此外，冲泡设备具有可充压的冲泡腔，以用于容纳咖啡粉和在冲泡过程中供冲泡水通过，和用于产生作用于冲泡水的压力的压力发生器，以使冲泡水被引导通过冲泡腔。在本示例中，布置在冲泡腔下游的背压阀产生的背压力由控制器控制。

该冲泡设备还配备有一个用于确定冲泡水的体积流率的测量设备，根据体积流率的测量值，控制器连续或至少多次确定已经通过或将要通过的冲泡水的量得到冲泡水的量，并基于上述确定的量，在冲泡冲程中通过背压阀控制冲泡水的流率，以使得冲泡过程在预先设定的总流通时间内进行。

优选地，这种测量装置可包括流量传感器。这种流量传感器或流量计测量通过预先设定的管道的横截面来测量当前的流率或当前的体积流率。已经通过的冲泡水的量可以通过体积流率的积分来确定。优选地，相应的流量传感器既可布置在新鲜水供应管线中，位于用于加热冲泡水的烧水壶和冲泡室之间，或者也可布置在冲泡室下游的用于排出完全冲泡好的咖啡饮料的排出口中。同时，这种流量传感器可以用于分配咖啡饮料，也就是说，可以用于测量可预先设定的冲泡水的总量，从而进一步地实现协同效应。优选地，这种流量传感器位于冷水区域，即，位于用于加热冲泡水的烧水壶的上游，在这个位置可以最精确地测量水量，因为它不会受到任何蒸汽气泡和随之增加的液体体积的不利影响。

在一种特别优选的实施例中，背压阀为电动节流阀形式的背压阀，特别为针阀，可用于产生背压，控制器通过相应的驱动电机逐渐打开或关闭所述背压阀。然而，作为一种可替代方式，背压阀也可以设计为一种可以通过周期性打开和关闭来调节平均液体流量的计时电磁阀。在本示例中，控制器被设计为通过预先设定打开和关闭状态之间的切换频率和/或占空比来影响平均液体流量。这种计时电磁阀优选以低于1Hz的高开关频率运行，优选地，在该频率在1和60Hz之间，更为优选地，在5和30Hz之间，最优选地，在10和20Hz之间，以得到稳定的平均液体流量。

本发明还涉及一种咖啡机，该咖啡机包括上述冲泡设备。优选地，这种咖啡机或者全自动咖啡机具有用于将咖啡豆研磨成咖啡粉的研磨装置。由于本发明的协同效应，与现在用于高端机器中的专为特别精细的咖啡研磨机设计的研磨装置相比，该研磨装置可以大幅简化或者技术上采用更简单的设计，以在较粗研磨的情况下达到补偿研磨程度上的差异的效果，且也能够制备出优质的咖啡饮料。此外，根据本发明的冲泡设备还可用于所谓的单杯式咖啡机，即，用于采用预分配的咖啡胶囊或咖啡豆的咖啡机，更为优选地，用于一种胶囊咖啡机。

参照示例性实施例和附图可以收集本发明的更进一步的优点和特性，其中：

图1示出了根据本发明的冲泡设备的示意性流程图；

图2示出了在本发明范围内的用于背压流量控制的针阀的截面图；

图2a示出了图2的阀针和阀孔的细节图；

图3示出了在冲泡过程期间的控制信号的时序图；

图4示出了在冲泡过程期间的背压流量控制的设定值和实际测量值的时序图；

图5示出了包含了用于致动阀门的步进电机的步长内的阀调节所使用的控制曲线的轮廓和由流量传感器测量的流率的实际值的时序图；

图6示出了根据本发明的冲泡设备的第二种示例性实施例。

图1以所谓流程图的形式示出了用于制备咖啡饮料的冲泡设备的设计，该设备例如可以用于全自动咖啡机。冲泡设备包括冲泡组件1、烧水壶2、入口侧的水泵3以及用于分配新鲜冲泡的咖啡饮料的排出口4。冲泡设备通过主水阀5连接于饮用水供应管线6，在流动方向上，该主水阀5位于水泵3的上游。泵3的出口端通过流量传感器7(通常也称为流量计)和单向阀8与烧水壶2的入口连接。来自烧水壶2的热水供给冲泡组件1。可控制的背压阀9位于冲泡组件1和排出口4之间，该可控制的背压阀9由控制器10根据流量传感器7的测量值来致动。在这种情况下，控制器10可以通过在全自动咖啡机中执行其他开环控制过程和闭环控制过程的微处理器来实现。

冲泡组件以已知的方式包括用于预热并保温冲泡组件的加热器11和用于盛放配制的现磨咖啡粉13的冲泡腔12。例如在EP 2561778A1中描述的冲泡组件可以在本发明的范围内使用，为避免不必要的重复，这里，所述文献的全部内容可以通过引用并入。

冲泡组件1被设计为可以被打开的，以便加入一定配置量的咖啡粉，该咖啡粉首先在全自动咖啡机的研磨装置中被分批新鲜研磨。此外，当冲泡组件打开时，在冲泡过程之后剩余的咖啡渣可以被倒进研磨容器中。冲泡组件还具有可移动的活塞(未示出)，该活塞可将加入的咖啡粉压向位于冲泡腔中的冲泡筛网。在活塞缩回后，加压的冲泡水可流过以上述方式压缩的咖啡粉。

由水泵3产生的压力(冲泡水以该压力通过冲泡腔12)通常约为8到12巴，但本发明并不限于此。在传统的咖啡机中，冲泡水的这个压力作用于在冲泡腔12中被压缩的咖啡块13上。在这种情况下，冲泡水流过咖啡粉13的速率主要取决于咖啡粉的研磨程度、咖啡的类型、压缩量和压缩程度。然而，这里所说的冲泡设备，压降主要发生在设置在冲泡腔12下游的背压阀9上，通过背压阀9和控制器10可以以设定的方式控制咖啡粉通过冲泡腔12的流率，具体地，取决于流量传感器7测得的实际流率。

在本示例性实施例中，背压阀9为由步进电机驱动的针阀，图2示出了该针阀的截面图。针阀的核心元件为具有供阀针22进入的连续阀孔21的阀芯20。这些元件在图2a中以细节B的放大形式示出。在本示例性实施例中，阀孔21的直径为1.5mm。阀针22具有仅为4°的非常陡的倾斜角。

阀针22由主轴23支撑，主轴23由步进电机24驱动。阀芯20和阀针22容纳于阀体25中，该阀体25与步进电机24卡接。由阀体25形成的阀室26的底部由步进电机24封闭。与冲泡组件1连接的入口28位于阀室26的顶端。与排出口4连接的出口29位于阀体25的一侧。

主轴23与保持在步进电机机体上的主轴螺母30相互配合。预张紧弹簧31支撑在位于阀体25底侧的支撑板32和与阀针22连接的环33上，该预张紧弹簧31将阀针22或主轴23压紧在主轴螺母30上并因此消除主轴驱动中任何可能的间隙。

出于卫生原因，阀体25、阀芯20以及阀针22由塑料构成。具体地，由耐高温的热塑性塑料，特别是已被证明特别适用于阀芯和阀针的聚醚醚酮(polyether ether ketone)构成。可选地，阀芯和阀针可以由不锈钢制成。阀体可以由，例如，聚苯硫醚(polyphenylenesulfide)或聚亚苯基砜(polyphenylene sulfone)构成。

为了获得合适的阀门响应，可使用开口角度(opening angle)为2°至15°的具有圆锥形轮廓的阀针。最佳控制响应可以通过开口角度为4°的圆锥形阀针来确定，这已在示例性实施例中使用过。

步进电机24可选择性地由全步长或八分之一步长致动。在选定的主轴传动比下，全步长对应于0.021mm的行程。针阀完全开启和完全关闭之间的主轴行程约为100个全步长。步进电机由全步长致动以快速地开启和关闭。然而，在控制模式中，这将变为八分之一步长。步进电机也可以由不同的线圈电流致动，如50mA和100mA。在控制模式中，为开启针阀，步进电机由全线圈电流致动；当关闭针阀时，线圈电流降低以通过较小的力关闭阀门，由于阀针的坡度很陡，从而使阀针22不会卡在阀孔21中。

图3示出了致动冲泡设备的时间顺序。在产品配制操作开始之前，背压阀完全打开。如果通过用户使用相应的输入工具执行产品选择操作开始制备过程来开始产品配制操作，则背压阀关闭。如前文所述，阀门在全步长模式下以减小的线圈电流执行关闭。在下一步中，水泵启动并产生水压。现在，来自烧水壶2的热水流入冲泡组件1直到充满该冲泡组件为止。此时，背压阀9保持关闭。如果水流是因冲泡组件1充满水而停止的，则背压阀9开启且冲泡过程开始。

此时，步进电机的致动转换到执行八分之一步长的模式，且背压阀由控制器10基于流量传感器7的测量值来控制。在冲泡过程结束后，水泵关闭。此外，背压阀关闭。这可防止任何可能存在于管线中的剩余液体从咖啡机的排出口4滴落。产品配制操作现在结束且通过图形用户界面显示给用户，以使用户可以移开装有所选饮料的饮料容器。

最后，在产品配制操作结束之后，节流阀会在预先设定的时间段内再次完全开启。这是由于阀芯20和阀针22的很陡的坡度和热膨胀，阀针22可能会因所谓的冷缩而卡在阀孔21中。在最坏的情况下，冷却后阀门可能无法再开启。为了防止这种情况发生，如上所述，在配制操作结束后，在过度冷却之前的合适时机打开阀门。

作为一种示例，图4示出了对于流率的手动设定的设定值的后续响应的实际值的后续响应。粗实线41代表由背压阀9的阀孔开度决定的流率设定值，以毫升每秒(ml/s)为单位。细实线42表示通过流量传感器7测量的实际值。由于流量传感器7布置在烧水壶2上游的冷水区域，因此在设定值曲线41和实际值曲线42之间有约为0.8秒的短暂的时间延迟。可选地，流量传感器也可以直接布置在冲泡组件1的上游或下游。

图5示出了控制曲线和由流量传感器测得的流率实际值的时序图。左侧的纵坐标与步进电机的步进中的阀针的位置有关。曲线51示出了相关的阀的位置。右侧的纵坐标涉及流率的实际值曲线52，该纵坐标的单位为毫升每秒(ml/s)。

在产品配置操作的开始阶段，随着水泵的开启，流速首先迅速地增大并在52a区域达到一个峰值，此时背压阀9并未被开启。该区域涉及冲泡组件1的填充，直到流率在52b时刻再一次回到零。一旦冲泡组件装满水，控制器10控制阀门9开启直到再次开始通流。由于阀的弹性特性和大量的其他影响因素(例如，阀针有可能卡住直到开启)，为了背压阀9最初的开启，需要相对多的电机步数。根据针阀9的操作情况，上述电机步数可能需要20至40步，因此，阀最初的开启也可以优选地执行一个全步长。

在冲泡腔12开始通流之后，背压阀9必须立即再次关闭至一定程度。在第一个起始区域，控制装置的反应非常的灵敏。根据本申请人的发现，阀的热膨胀和弹性可能是导致控制装置在稳定下来之前出现振荡响应的原因。因此，在体积流通开始后，执行自我学习控制对于启动响应来说是有益的，该自我学习控制用于从之前的冲泡过程中确定在针阀9初始开启和开始通流之后，针阀9向下调节或再次关闭所需的步数。

采用所描述的冲泡方法，可以冲泡出具有不同背压并因此具有不同特色口味的咖啡饮料。在冲泡过程中，可根据所测得的体积流率改变背压力。例如，体积流率可因此被调节为恒定的、预先设定的或者可预先设定的排出体积流率。然而，由于存在非确定性瞬态响应，使得调节为恒定的排流时间被验证为是尤其有利的，也就是说，可以根据已经流过或即将流过的冲泡水的情况有针对性地增加或者减小冲泡水的流率，从而使得一定总量的冲泡水达到预设的总通流时间，其中，冲泡水的总量是根据选择的饮料预先设定的。采用这种方法，可以保证相同饮料类型的所有饮料(例如意式浓缩咖啡或量够咖啡(lungo))，在不同情况下都是以相同的总通流时间来制备的。根据本发明的这个发现，这就使得各种预设饮料类型的咖啡品质的重现性和一致性非常高。

对于任何饮料类型，都可以确定或测试出顾客所期望的最优通流时间，与传统的咖啡机相比，使用上述的通流时间，可以提升咖啡的品质。另外，通过优化排放时间，使得使用的咖啡量的减少至少可以得到部分补偿，因此，在实现节约所需咖啡量的同时还能提供相对一致的品质。最后，根据本发明冲泡的咖啡，咖啡的研磨程度的差异对咖啡饮料的品质没有影响，或者说对咖啡饮料的品质充其量只有很小的影响。因此，根据本发明的全自动咖啡机中可以使用较为不复杂的研磨装置。最后，本申请人所做的实验已经得出了惊人的发现，即便是使用稍微粗糙的研磨粉也能得到比以往所使用的非常精细的研磨粉略好的感官结果，尤其是在意式浓缩饮料类型的领域。

使用根据本发明的冲泡方法，冲泡水的通流时间越长，在制备的咖啡饮料中，非挥发性成分的萃取度越高，在口味特征(酸度、苦味)和涩味方面的感官知觉越强。这就使得可以有针对性地控制和优化按照本发明生产的咖啡饮料。

作为该示例性实施例中的针阀的一种可替代方案，在本发明的保护范围内，例如齿轮节流阀等其他控制阀可以作为背压阀。类似地，同样在本发明的保护范围内，可以使用计时电磁阀作为背压阀，该电磁阀优选以大约10Hz的数量级的频率按顺序快速打开和关闭，以这种方式通过间歇操作电磁阀可以得到平均体积流率。在本示例中，平均体积流率可以通过预先设定打开和关闭状态之间的频率和/或占空比来设定。

同样地，在本发明的保护范围内，作为控制背压的替代方式，或者除了控制背压之外，可以控制由水泵3产生的压力。

图6中示出了冲泡设备的再一个示例性实施例。与图1中示出的冲泡设备不同，冲泡单元1’被设计成使用这里的咖啡胶囊14的单杯式咖啡机。冲泡腔12’被设计成用于容纳咖啡胶囊。这种咖啡胶囊可以由铝或塑料制成，其中预先填满咖啡粉13’并被密封，例如，图6示出了胶囊14的底部通过膜密封。

在该示例性实施例中，冲泡腔12’以已知的方式形成一个胶囊容器，其封闭插入其中的咖啡胶囊14。可以通过自动或手动方式，于胶囊14的顶部刺入一个或多个钉16。胶囊的底部压靠在一个具有通道的载板17(所谓的锥体板)上。冲泡作业开始后，在压力作用下，烧水壶2中的热水被压入胶囊14中。如果胶囊14内的压力足够高，位于胶囊14底部的膜15将会破裂，在胶囊13内冲泡的咖啡饮料将朝着排出口4的方向从穿孔的膜15和锥体板17的通道中流出。除了烧水壶2之外，或者作为烧水壶2的替代方案，通流加热器11可布置在冲泡单元1’的进水口，通过所述通流加热器11可实现冲泡水的加热或再次加热。

与第一个示例性实施例一样，背压阀9布置在冲泡腔12’和排出口4之间的输出管线上，以使得控制器10可以根据流量传感器7测得的值来控制冲泡水的通流。还可以按预先设定的流速调节，但是，优选地，在这种情况下，也是根据背压流量控制，按预设冲泡水量的预设总流通时间进行调节。

在工业生产上，尽管所提供的咖啡粉13’和预填充的咖啡胶囊14的研磨程度的差异扮演一个不那么重要的角色，但是，在胶囊咖啡机中，通过给连续制备的所有咖啡饮料设定相同的通流时间，可以保证所配制的咖啡饮料质量的感官特性具有明显更高的一致性。此外，通过改变或优化总通流时间，可以使得咖啡的味道特征与顾客的喜好匹配。

毫无疑问，根据本发明的冲泡方法可以应用于任意类型的单杯式咖啡机，既能应用于使用咖啡胶囊的单杯式咖啡机，也能用于使用咖啡豆的单杯式咖啡机。在本发明的冲泡方法的保护范围之内，同样地，例如为了配置不同的咖啡饮料，或者为了生产单杯或双杯的饮料，可以改变引导通过的冲泡水的量，并相应调整冲泡水的通流时间。

Claims (11)

1.一种制备咖啡饮料的方法，在该方法中，在冲泡过程中，可预先设定总量的冲泡水被引导通过一定量的咖啡粉(13)，

其特征在于，

冲泡过程的总通流时间是预先设定的或是可预先设定的，在该总通流时间内，一定总量的冲泡水被引导通过咖啡粉(13)，

在冲泡过程中，连续或至少多次确定冲泡水的体积流率的值，并根据所测的体积流率的值确定已经被引导通过或将要被引导通过的冲泡水的量，

冲泡水在压力作用下被引导通过，并且通过由可调节的背压阀(9)施加的背压力来实现冲泡水的主动流量控制，并且，

为了达到总通流时间，在冲泡过程中根据已经被引导通过或将要被引导通过的冲泡水的量调节冲泡水的体积流率，通过这样的方式使得冲泡过程在预先设定的总通流时间内进行。

2.根据权利要求1所述的冲泡设备，其中，为了在预先设定的总通流时间结束之前的剩余时间段内实现可预先设定的总量，根据还需被引导通过冲泡腔的冲泡水的量，进一步开启或关闭所述背压阀以增加或减小体积流率。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在冲泡过程开始之后的初始阶段需要对流经所述背压阀(9)的液体流量进行节流以达到总通流时间，从之前的一个或多个冲泡过程中确定流经所述背压阀的液体流量。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，还通过控制压力来实现冲泡水的流量控制。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过自动化的方式实现冲泡水的流量控制。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，咖啡粉(13)被加入到冲泡腔(12)内，冲泡水在预先设定的总通流时间内被引导通过所述冲泡腔(12)，其中，通过致动沿通流方向布置在所述冲泡腔(12)下游的所述背压阀(9)来控制通流时间。

7.一种制备咖啡饮料的冲泡设备，该设备在冲泡过程中引导可预先设定总量的冲泡水通过一定量的咖啡粉(13)，

其特征在于，

控制器，通过所述控制器使得冲泡过程的总通流时间是预先设定的或是可预先设定的，在该总通流时间内，一定总量的冲泡水被引导通过一定量的咖啡粉(13)，

测量装置(7)，所述测量装置用于确定冲泡水的体积流率，

冲泡腔(12)，所述冲泡腔可被充压，所述冲泡腔用于容纳咖啡粉(13)并且用于在冲泡过程中供冲泡水通过，

压力发生器，所述压力发生器用于产生作用于冲泡水的压力，以使冲泡水被引导通过所述冲泡腔(12)，以及

可调节的背压阀，所述背压阀用于产生背压力，所述背压阀布置在所述冲泡腔的下游；

其中，所述控制器用于根据所测的体积流率的值连续或至少多次确定已经被引导通过或将要被引导通过的冲泡水的量，并且用于在冲泡冲程中根据所确定的量通过所述背压阀控制冲泡水的流率，通过这样的方式使得冲泡过程在预先设定的总流通时间内进行。

8.根据权利要求7所述的冲泡设备，其中，所述背压阀为电动针阀(9)，控制器(10)还通过启动驱动电机(24)来进一步打开或关闭所述针阀(9)，所述驱动电机优选为步进电机。

9.根据权利要求7或8所述的冲泡设备，其中，在冲泡过程开始之后的初始阶段需要对流经所述背压阀(9)的液体流量进行节流，所述控制器用于从之前的一个或多个冲泡过程中确定流经所述背压阀的液体流量，在新的冲泡过程的起始阶段，所述控制器将所述背压阀(9)调节至通过该方法确定的量，并从该量开始控制流率。

10.根据权利要求9所述的冲泡设备，其中，所述背压阀由步进电机驱动，由所述控制器确定的量为在冲泡过程的初始阶段打开所述背压阀所需的步数。

11.一种包括权利要求7-10中任一项所述的冲泡设备的咖啡机，该咖啡机优选为具有用于将咖啡豆研磨成咖啡粉的研磨装置的咖啡机，或者为单杯式咖啡机，或者优选为胶囊咖啡机。