CN111770711B - 提供冲泡饮料的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供浸泡或冲泡饮料的设备，其包括冲泡装置，该冲泡装置配置为根据多个冲泡工艺中所选择的一个来冲泡饮料，其中至少一个是热泡工艺，而至少一个是冷泡工艺。该设备包括控制器，该控制器配置为接收用户对于所需饮料的选择指示，并根据用户选择来控制冲泡装置。该设备例如可以根据需要用于提供热泡咖啡或冷冲泡咖啡，而无需多台机器。

Description

提供冲泡饮料的设备
技术领域
本发明涉及一种咖啡机或其他机器，其用于通过从固体基质中提取溶质或者通过浸泡来浸渍/冲泡物质的咖啡机或其他机器，在此也常被称为“冲泡”。
背景技术
近年来，冷泡咖啡——即通过将它们浸入未加热甚至是冷冻水中来冲泡咖啡研磨物——变得越来越流行，因为以这种方式冲泡的咖啡苦味较少。冷泡的缺点之一是冲泡咖啡要花费更多时间才能具有消费者通常青睐的口感和风味。特别是冷冻后，冲泡可能需要长达72个小时。另外，当前的冷泡方法通常适于大批量的商业冷泡制造，以在商店或市场上出售，而不适于在家中冲泡。
已经提出了用于在家庭进行冷泡的各种独立机器。然而，这些通常不比上述冷泡方法快，并且还都要求消费者除了购买他们已有的咖啡机之外再购买它们，这些咖啡机随后占用了厨房内的空间。如果这些独立机器包括加速冲泡的手段（例如，通过搅动），则它们通常是复杂的并且导致令人不满意的风味。
生产氮化和/或碳酸化的咖啡，特别是生产氮化和/或碳酸化的冷泡咖啡也很流行，但是目前在家庭中制作它并不方便。
因此，期望提供一种能够冷泡咖啡的咖啡机，该咖啡机能够至少部分地解决现有技术的上述问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于提供浸泡（冲泡）饮料的设备，该设备包括：冲泡装置，其配置为根据多个冲泡工艺中所选择的一个来冲泡饮料，其中至少一个是热泡工艺，并且其中至少一个是冷泡工艺；以及控制器，其配置为接收用户对于所需饮料的选择指示，并根据用户选择来控制冲泡装置。因此，该设备可以根据需要用于提供热泡咖啡或冷泡咖啡，而无需多个（通常是昂贵和大型的）机器。
应当理解，在本申请中的“冲泡”是指通常用于制造茶或咖啡的浸泡工艺。在该工艺中，可以将诸如水、油或酒精之类的液体调至适当的温度（例如煮沸或冷却），然后将其添加到该物质中，然后使该物质在液体中浸泡一段时间。然后可以将液体过滤或从液体中以其他方式除去物质，以产生可以作为调味饮料消费的浸泡物。这可以简单地通过使液体通过诸如过滤器或滴流咖啡机的过滤器容器中的物质来实现。所使用的物质和液体的量可以根据物质或浸泡物多浓而变化。常用的比例可能是约28克（或1盎司）的浸泡物质对约0.5升（或1品脱）的液体。
冷泡工艺可以包括在25℃-75℃之间，最好在30℃-50℃之间用流体冲泡物质，并且还可以包括热浸工艺，包括在冲泡室中用冲泡流体冲泡之前，将冲泡物质浸泡在预冲泡流体中，任选地在80℃以上。热泡工艺可包括在沸点或接近沸点的温度下用冲泡流体冲泡物质。多个冲泡工艺优选地包括以下工艺至少之一：滤泡咖啡工艺；滴滤工艺；氮化冲泡工艺；以及意式浓缩咖啡冲泡工艺。
优选地，冲泡装置包括冲泡室，其具有用于冲泡物质和冲泡流体的入口，以及用于冲泡好的流体的出口。除了所选择的冲泡工艺之外，用户的选择可以指示饮料的体积、冲泡物质的量、冲泡时间、冲泡物质的粒度（coarseness）和冲泡浓度（a brew strength）。
优选地，该设备包括温度传感器和控制器，并且控制器配置为控制冲泡室中的冲泡流体的温度。例如，优选地具有加热器，其配置为加热泡室和/或容纳在冲泡室中的冲泡物质和/或冲泡流体。
该设备还可以包括研磨机，其配置为研磨冲泡物质，该研磨机优选地是可控的，以提供研磨材料的选定的粒度。例如，研磨机可包括一对研磨元件，并且可控制以改变研磨元件之间的距离。该控制可以取决于所用的冲泡工艺，从而当用户选择指示冷泡工艺时，控制器配置为控制研磨机以研磨物质，使得平均粒径在1150至1600微米之间，更优选地平均粒径在1300至1400微米之间，更优选地平均粒径为约1350微米。
优选地，提供了一种加压装置，该加压装置配置为对冲泡室加压，其中，优选地，该加压装置配置为在热泡工艺中选择性地将冲泡室内的压力增加到高于大气压的水平，或在冷泡工艺中将压力减小到低于大气压的水平。这可以减少冲泡时间。
优选地，提供了一种用于存储冲泡饮料的存储容器，优选地，其中所述存储容器与冲泡室的出口连通。这使得能够存储根据用户选择分配的冲泡饮料，并且特别适合于冷泡饮料，冷泡饮料的味道不会像热泡饮料那样迅速地降解。所述存储容器可以包括液位传感器，并且所述控制器可以配置为根据所述液位传感器的输出提供另外的冲泡饮料。
优选地，提供用于冲泡物质的至少一个过滤器，优选地位于以下部位至少之一内：冲泡室；以及腔室出口；以及用于分配冲泡饮料的设备的分配出口。这样可以将固体物质（例如咖啡研磨物）与冲泡的饮料分开。
优选地，提供泵，其配置为将冲泡物质输送通过腔室出口。
优选地，提供了一种搅动装置，其配置为搅拌冲泡室中的内容物，优选地，其中，搅动装置是以下中的至少一种：搅拌器、泵和加压气体。例如，冲泡流体可以循环通过过滤器，并因此在冲泡物质上循环。
优选地，冲泡室包括：pH传感器，其布置成感测冲泡流体的pH值；和控制器，其配置为根据该pH传感器的输出来控制冲泡工艺和/或冲泡装置的一个或多个参数。优选地，参数包括以下至少之一：供应到冲泡室的流体的体积；供应到或包含在冲泡室中的流体和/或冲泡物质的温度；冲泡的持续时间。因此，可以生产出期望pH值的饮料，其中pH值可以对冲泡饮料的味道产生影响。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造冲泡饮料的设备，该设备包括：具有冲泡室的冲泡装置；pH值传感器，其用于感测冲泡流体的pH值；控制器，其配置为根据pH值传感器的输出来控制冲泡工艺和/或冲泡装置的一个或多个参数，优选地，其中，参数包括以下至少之一：供给至冲泡室的流体的体积；和供应到或包含在冲泡室中的流体和/或冲泡物质的温度；冲泡的持续时间。
优选地，控制器配置为控制一个或多个参数以获得预定的饮料pH值，优选地在4.9与6之间，更优选地在5.4与5.7之间，更优选地为5.5，和/或获得与用户选择相对应的饮料的pH值。如上所述，已知饮料的pH值对饮料的味道有影响。控制pH值可以用于获得最佳风味的饮料。
可以提供中和装置，其配置为选择性地将优选包括碳酸钙和/或氧化镁的中和物质输送至饮料，以改变饮料的pH值。中和装置优选地设置成将中和物质输送到冲泡室的入口的上游、冲泡室内、或冲泡室的出口的下游。
优选地，提供：至少一个传感器，其包括色谱传感器和/或光谱仪，并且所述控制器配置为根据所述传感器的输出和用户选择来控制所述冲泡设备的一个或多个组件。这些传感器可用于检测何时应停止饮料冲泡工艺以实现最佳口味。
所述设备还可以包括用于烘焙冲泡物质的烘焙器，优选地，其中所述控制器布置为根据以下至少一项来控制所述烘焙器：温度传感器的输出；颜色传感器的输出；和/或计时器的输出以及该物质的属性。
限流板可以位于冲泡装置的出口处，其中，限流板包含一个或多个孔，并且限流板可在阻塞出口的第一位置和不阻塞出口的第二位置之间移动，优选地，其中限流板可进一步移动到部分阻塞出口的第三位置。分配装置可以配置为以不小于25PSI，优选地不小于30PSI，更优选地在30PSI与40PSI之间的压力通过限流板分配冲泡饮料。优选地，提供了一种加压气体源，其配置为在通过限流板分配之前选择性地将气体添加到冲泡流体中。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于提供冲泡饮料的设备，其包括：冲泡装置，配置为用来冲泡饮料；以及加压气体源，其配置为选择性地向冲泡流体中添加气体。
优选地，加压气体源布置成在用流体冲泡饮料之前，或用流体冲泡过程中，或用流体冲泡之后向流体中选择性地添加气体。这些中的每一个可能对饮料的冲泡以及冲泡饮料的口感都有不同的影响。
优选地，加压气体源包括二氧化碳源和/或氮气源，优选地，其中二氧化碳的量为至少约25％，并且优选地至少约30％。加压气体源可以被配置为不小于25PSI，优选不小于30PSI，更优选在30至40PSI之间。
优选地，提供了一种用于对冲泡设备中对流体加压的加压装置，优选地，在该流体被加压到气体溶解在该流体中的压力，并且优选地，在该流体在冲泡室中被加压。
可以提供稀释装置，以用流体稀释冲泡饮料，优选地其中流体是水。该稀释可用于在分配之前改变冲泡饮料的浓度，并且水的使用可导致在稀释期间几乎没有或没有潜在地赋予饮料相反的味道。
优选地，饮料是咖啡或茶，并且该设备优选地是家用或厨房用具。
本发明扩展到基本上如本文所述和/或如参考附图所示的方法和/或装置。
本发明扩展到本文描述和/或示出的任何新颖方面或特征。另外，设备方面可以应用于方法方面，反之亦然。此外，一个方面中的任何、一些和/或所有特征可以以任何适当的组合应用于任何其他方面中的任何、一些和/或所有特征。
还应当理解，可以独立地实现和/或提供和/或使用在本发明的任何方面中描述和定义的各种特征的特定组合。
如本文中所使用的，装置加功能特征可以可替换地根据它们的相应结构来表达，例如适当编程的处理器和相关联的存储器。
本发明的方面和实施例在所附权利要求中提出。本文还描述了本发明的这些以及其他方面和实施方式。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例的方式描述本发明的至少一个实施例，其中：
图1是示意性剖视图，示出了用于冲泡咖啡的机器；
图2是示意性剖视图，示出了适用于图1的机器的咖啡豆存储器；
图3是示意性的侧视剖视图，示出了适用于图1的机器的出口；
图4是用于图3的出口的限流板的示意性平面图；和，
图5是适用于图1机器的用户界面的俯视图。
具体实施方式
图1示出了能够冷泡咖啡的咖啡机10。机器10包括储水器11，其可以手动充满或连接到自来水并自动充满。储水器11通过管道12连接至加热和/或冷却元件13。在重力的驱动下，泵的帮助下，或自来水的压力下，水可以从储水器11流至加热和/或冷却元件和冲泡室15。
管道12（和这里公开的所有其他管道）可以由一端或两端的自动致动阀关闭，以控制水或其他材料通过该端的流量。所有阀门/闸门均可由控制器CPU 30自动控制。
一旦达到期望的水温，则加热/冷却/室温的水就可以从加热和/或冷却元件13通过管道14流到冲泡室15，以冲泡位于冲泡室15中的研磨咖啡。可替换地，加热和/或冷却元件13可以是水连续流过的“通流”型元件，或者通过可选的旁通管27省略或避免，其中RTP（室温和压力）或环境水是理想的。
可以在冲泡室15中设置过滤器17，水通过该过滤器17流入冲泡室15下部的收集室18。水可以通过管道26（可以包括泵或其他驱动水的装置）从收集室18连续或周期性地在研磨咖啡上循环。
研磨咖啡可以手动放置在冲泡室15中，也可以通过磨豆机24进行研磨，该磨豆机从咖啡豆储存器23接收咖啡豆，并通过合适的管道自动将研磨咖啡沉积到冲泡室15中。研磨机24可以是磨盘式研磨机、辊式研磨机、螺旋钻、切碎盘或任何其他合适的研磨元件，并且可以由CPU 30手动操作或自动控制。可替代地，咖啡可以被提供在胶囊中，该胶囊可以是手动或自动地将其加载到冲泡室15中并刺穿/打开以进行冲泡。
冲泡室15可选地由泵16加压或减压，泵16通过合适的管道与冲泡室15和外部环境连通。
冲泡室15和/或收集室18可包括压力传感器（P）、温度传感器（T）、流量传感器（F）和化学传感器（C），用于向CPU 30提供反馈以控制冲泡工艺。CPU 30可以附加地或替代地包括用于控制冲泡工艺的计时器。
一旦CPU 30检测到冲泡室15内的预定条件（压力、时间、温度、化学物质等）对应于期望的最终目标，冲泡好的咖啡就通过管道19分配到冲泡好的咖啡储存器20中。冲泡好的咖啡储存器20可包括合适的加热和/或冷却元件，以将其中的饮料保持在期望的温度，例如用于冷藏以进行存储，或者在需要热饮料或可用于对其中的饮料进行灭菌的情况下进行加热。可以在饮料储存器内提供其他元件以阻止微生物生长，例如紫外线光源。
在机器10中提供了电连接到CPU 30的用户界面40，以允许用户控制机器10。用户可以输入指示所需饮料和饮料量的指令，然后机器10将其通过出口21输出到合适的饮料容器22中。容器或咖啡储存器20可以是可移动的容器，类似于传统的滴漏式咖啡机的玻璃水瓶，可以从中倒出咖啡，在这种情况下，可能不需要额外的出口。
咖啡储存器20可以包括用于感测储存器内的液体的液位的液位传感器，该液位传感器向CPU提供反馈。如果来自液位传感器的反馈表明咖啡储存器20正在变空，则CPU就可以控制机器10准备更多的咖啡。
在机器10已经具有与储存器20内的用户输入相对应的饮料的情况下，其可以将该饮料直接输出给用户。在储存器20内没有所需饮料的情况下，CPU将控制机器10准备这种饮料。在饮料被容纳在储存器20中但呈浓缩形式的情况下，CPU可以控制与将储水器11和出口21连接的管道25相关联的阀以稀释饮料，以在分配到容器22中之前或期间稀释饮料。饮料容纳在储存器20中，但是没有处于期望的温度，可以在分配之前使用适当的加热/冷却元件将饮料加热/冷却至期望的温度。另外，根据用户指令，水可以经由管道25从储水器11直接输出到容器22。
除了在冲泡室15内设置过滤器17之外，或者作为替代，可在管道19和/或出口21中设置过滤器。
虽然示出了CPU 30和用户界面40与机器10相关联，但是机器可以另外地或替代地接收指令并使用对机器而言远程的处理资源。例如，与机器10进行无线通信的移动电子设备可用于接收用户指令并控制机器（或与CPU 30如此通信）。
在可热泡的机器中实施冷泡
上述咖啡机10可以具有预编程的冷泡设置，其中CPU 30根据用户的选择来控制设备10的内部泵、阀门和加热/冷却元件以制作冷泡咖啡。
通过控制研磨机24的两个研磨元件之间的距离，可以将咖啡研磨至适当的粒度。通常，平均粒径为1150微米至1600微米，优选地为大约1350微米（误差大约为50微米），认为适合冷泡咖啡。用于准备冷泡咖啡的研磨咖啡的数量取决于用户希望制作的咖啡的量——他们可以通过用户界面40选择该量。
可以手动地或通过CPU 30响应于用户输入来控制研磨元件之间的距离。例如，研磨机24的两个研磨元件可以是磨盘式研磨机或带齿的辊式研磨机的两个元件，其中这两个元件可使用螺线管或螺杆装置相对于彼此移动。
相对于生产相同量的热泡咖啡所需的研磨咖啡的量而言，由机器10自动准备的用于制备冷泡咖啡的研磨咖啡的量优选地增加（例如，是制造相同量的热泡咖啡所需的量的两倍）。咖啡研磨物的增加通过增加与水接触的咖啡的表面积和要释放的类黄酮的数量有助于弥补冲泡较慢的情况。例如，水：咖啡可以为24∶1或更低，优选地，对于生产浓缩物而言，其重量比为4∶1至9∶1，而对于直接消耗品而言，优选为10∶1至18∶1。
机器10可以包括计时器和/或TDS（总溶解固体）传感器，用于检测何时达到适当浓度的冷泡咖啡。TDS与冲泡时间之间的已知关系可以被CPU 30反馈，以控制冲泡室15内的温度、压力、搅拌、水流和其他因素，以获得期望的终点TDS。
在也是卡布奇诺咖啡或意式浓缩咖啡机的机器10中，通过向冲泡室15提供咖啡，而不是提供通常用于制作卡布奇诺咖啡或意式浓缩咖啡的正压和热水（大约90-97℃），可以相对较快地实现冷泡咖啡，在较低温度（80度或以下，最好在室温或以下）和较低压力（例如，半个大气压或以下）下提供水以进行快速冷泡（例如， 10分钟以内）。搅拌装置（例如，旋转搅拌器）也可以设置在冲泡室15中，并且在需要冷泡咖啡以加速冲泡时被激活。
在也是滴漏式咖啡机的机器10中，使用泵或重力供料，而不是在此类机器中通常使用的蒸汽驱动的水循环——仅当选择了冷泡咖啡时泵才启动，或者可以同时用于热泡咖啡和冷泡咖啡。
机器10还可以具有“热浸”功能，在冷泡之前将咖啡研磨物在预定量的热水中预先浸泡预定的时间（例如，以90℃的水浸泡1-5分钟）。可以基于用户需求制作的咖啡量来计算用于预冲泡/“浸”的水量。例如，在以水与咖啡的重量比为5：1的比例制作500ml的冷泡咖啡时，可以使用约100-200ml的热水来“热浸”约100克的咖啡，最好是使用约180ml的开水，其余500ml为冷水。对于更大或更少量的咖啡研磨物，可以使用相似的热水与咖啡研磨物的比例（即，热水：咖啡的重量比为约1∶1至2∶1，优选约1.8∶1）。与完全冷泡的咖啡相比，在使用“热浸”的情况下，可以将总冲泡时间缩短例如约10％至30％——这种缩短可以由CPU 30自动执行。
在冲泡工艺的其余阶段中，“热浸”中使用的水可以在分配到咖啡储存器20中之前保留在冲泡室15中，这样就不会浪费水，而在使用热水时产生的任何苦味就会被冷水稀释。可替代地，可以在继续冲泡工艺之前将其引导到咖啡储存器20中。在另一替代方案中，可以将其引导通过机器10的废料出口，以使其不与咖啡储存器20中的冷泡咖啡混合，并且不会带来任何苦味。可以提供一个或多个废料仓，以容纳机器的废料（包括用尽的咖啡研磨物、水和其他废物）。
可以通过与之相关的加热和/或冷却元件来任选地将冲泡室15加热或冷却（例如，至〜4℃）。冲泡时间可随冲泡室的温度而变化，从RTP水的约12小时到4℃的水的约24-72小时。
在根据用户的选择服务之前，机器10可以稀释用加热的水或冷却的（或室温）水生产的冷泡咖啡。可以通过与管道25相关联的加热和/或冷却元件来执行该加热和/或冷却操作。例如，用户可以经由用户界面40选择稀释咖啡以产生添加有50/50的水/咖啡的饮料，并且温度在10度或以下。可以通过延长冲泡周期并制备具有相对较高的TDS（例如3％或更高）的咖啡来制备浓缩形式的冷泡咖啡，然后将其稀释以形成低TDS的咖啡（1-2％）。浓缩咖啡的优点是可以保持更长的时间，因为它对微生物的生命不那么友好，这意味着在食用之前可以将其在机器10的内部储存器20中存储更长的时间，而不会损害风味。
在这种系统的一个示例中，高TDS咖啡然后可以以1：2的比例稀释——一份浓缩液加两份水——以形成TDS约为1.05％的稀释咖啡。在另一个例子中，咖啡以约3％TDS浓缩物的形式生产，然后稀释至约1.5％用于消费。
可替代地，咖啡可以以浓缩形式（例如，3-4％TDS）直接输出到容器22中，而无需首先被存储在储存器20中（例如，通过旁通管）以供用户存储或在冰上食用（其中冰将融化以达到1-2％TDS量）。实际上，用户可能希望直接饮用浓缩咖啡，或用奶油、牛奶或冰稀释——机器10可以另外包括这些的储存器，以自动分配饮料。
该机器可以在冲泡室15和/或咖啡储存器20中并入TDS传感器，并基于来自TDS传感器的反馈自动地将稀释的咖啡输出到用户以实现期望的TDS。
细滤网
尽管认为较大的平均粒径（例如上面讨论的那些粒径）可用于制作冷泡咖啡，但可以通过使用较小的平均粒径来加快冷泡，从而增加咖啡和水接触的表面积并增加固体在水中的溶解速度。但是，这样做的缺点是，由于精细咖啡研磨过程中产生的细小颗粒灰尘，导致某些用户认为有不舒服的“烟熏”味和“浑浊”外观。
然而，如果使用特别细的过滤器17，则可以减少这种灰尘的量。例如，通常被认为适合于浓缩咖啡的平均颗粒尺寸（例如，平均颗粒尺寸为500微米或更小，更优选为300微米或更小）可以与特别小网眼的过滤器17（例如，约50微米或更小的网眼尺寸）联合使用，以从液体中去除可见的颗粒从而实现更快的冷泡。
pH值传感器或化学传感器
冷泡咖啡的主要卖点是苦味少。实验表明，对于给定的咖啡豆，都处于RTP时——鉴于pH值是对数标度，酸度存在显着差异，法国压榨咖啡豆冲泡的pH值约为5.2而冷泡的pH值约为5.5。对于其他类型的咖啡豆，根据其烘焙方式的不同，通过冷泡生产的pH值约为4.9-6，但在每种情况下，与热泡相比，pH值较高（例如，pH值约高0.2-0.4 ）。据报道，与以相同方式烘焙相同咖啡豆的热泡咖啡相比，冷泡咖啡的酸度降低了约50-70％。
虽然通常在RTP并可能在较低的温度下冷泡咖啡，但可以在高于RTP但低于已知会导致酸性味道的温度（例如90度或更高）下进行调制，由于在较高温度下所需黄酮类化合物的提取率较高，因此冲泡工艺非常困难。例如，可以使用25-75℃的温度，更优选地30-50℃。该温度取决于所使用的咖啡豆、烘焙方式、研磨咖啡的粒度等。
机器10可以通过使用来自pH值传感器C的反馈控制与冲泡室15相关联的加热和/或冷却元件和/或其供水来智能地达到合适的温度。浸泡时间和所使用的咖啡豆的pH值之间的已知关系也可以使用（这些可以由用户手动输入，或者通过使用与机器10相关联的条形码扫描仪通过扫描其中有咖啡的包装的侧面上的条形码来输入）。
理想地，目标pH值约为4.9-6，更优选约为5.4-5.7。用户可以通过直接设置目标pH值或通过从用户界面40中的选项菜单中选择预设选项（例如“弱（light）”，“强（robust）”等）来选择所需的pH值。
机器10可以附加地或可替代地具有化学传感器C（例如，色谱仪、光谱仪或其他合适的化学传感器），其对热泡期间产生的不希望的特定化合物及其浓度很敏感，当在冲泡工艺的特定阶段检测到浓度过高时会降低加热元件的温度。这些化合物包括奎尼酸、咖啡酸、柠檬酸，以及咖啡豆中绿原酸在烘焙过程中分解时形成的其他化合物，甚至绿原酸本身，因为这些酸中的每一种都形成了咖啡口味的不同成分。实际上，冲泡工艺中产生的其他咖啡可溶物和化合物也可以通过合适的化学传感器检测，并且类似地被CPU 30用作反馈以控制机器10的操作。
这些化合物/可溶物中每种的不同目标浓度可能会形成用户选择的所存储的风味特征，机器将设法通过改变水量和温度，咖啡量和颗粒大小，冲泡室温度和压力以及其他可由CPU 30控制的因素来实现。
碳酸化/氮化
机器10可以允许合适的气体例如CO2和/或氮气从内部罐50通过和/或经过咖啡。一旦气体溶解在水中的压力被释放并且饮料恢复到环境压力，则通过对咖啡进行氮化和/或碳酸化（或以其他方式溶解另一种气体）以在咖啡中形成气泡，从而改变风味、水质和咖啡浓度，达到预期效果。尽管罐50显示为内部罐，但它可以是外部罐、药筒或胶囊。气体的量和/或压力可以通过UI或通过与其他设备的连接性（例如，无线连接性）由用户控制。
可以对流过机器的液体进行氮化和/或碳酸化，直到分配完毕为止。由于水中气泡的形成可增强从咖啡研磨物中提取类黄酮，因此在用咖啡研磨物冲泡之前或之中，对水进行碳酸化/氮化处理同样有用。替代地或另外地，可以在冲泡好的咖啡储存器20内发生氮化/碳酸化，其中储存器20的内容物保持在压力下以帮助内容物的分配。
期望在分配咖啡之前使咖啡流过所谓的“硝基水龙头（nitro tap）”或包括限流板200的水龙头，以增强气泡的形成，如图4所示。限流板200由具有以下特征的板组成：在其中或其周围具有使咖啡流过的一个或多个小孔200a，从而使流过管子的咖啡被迫通过，从而促进了小气泡的形成，使它们在口腔中感觉更光滑。该板优选地位于出口21中，并且该板可以是可移除地附接的，从而可以使用具有不同孔尺寸的多个板来实现不同的效果。替代地，板可以与出口21成为一体，其中出口21本身可拆卸地附接到机器10。例如，出口21可以采取水龙头的形式通过手柄致动，并且可以可选地通过螺纹附接到管道上。可替代地，可以存在多个出口21，每个出口具有不同孔尺寸的限流板，其中可以通过由用户或自动响应于用户打开通向所需出口的阀来选择要使用的出口。在另一替代方案中，可以将不同孔尺寸的限流板安装在可移动（手动或自动）的托架上，以选择具有所需孔尺寸的限流板。
限流板孔的孔径优选直径等于或小于1mm，并且更优选地在直径0.3-0.7mm的范围内，因为已知这些会产生具有良好口感的气泡。每个限流板优选地具有大致均匀尺寸的孔以提供一致性。
图3示出了一个实施例，其中限流板200可以安装在致动器杆202上，该致动器杆202可以使用手柄手动地或者使用螺线管或线性致动器自动地来竖直地向上或向下移动（如箭头所示）。当限流板200朝向更宽的位置时，龙头主体201的上部201a可以在其周围流动，而不会被迫流过限流板200中的孔200a。当限流板200下降到龙头本体201的较窄的下部201b中时，其具有与限流板200的直径相似的中空孔，迫使咖啡流过限流板200中的孔200a。当板200进一步降低到与法兰201c接触时，法兰延伸以与板200中的孔200a接触并密封孔200a，从而防止咖啡从出口21流出。限流板200可包括围绕其周边的附加柔性密封件，以改善其与龙头本体201之间的密封。为了有助于这种密封效果，致动器杆202可以突出到板200的下方，并且其尺寸可以设置成填满龙头本体201底部的孔，并且在其下周边周围包括一个柔软的（例如橡胶）密封圈。
所使用的气体可以是适合于在液体中形成气泡的任何气体。优选地，用于此的气体是二氧化碳和氮气的混合物。可以按体积计约25％CO2和75％氮气的比例混合（所谓的“啤酒气”）。其他的CO2：氮气比例也是可能的，包括30：70、50：50和60:40。优选地，气体的压力为至少约25PSI以辅助分配，并且更优选地，其仍在约30-40PSI之间。在供气压力高于所需压力的情况下（例如高压气瓶），可以在供气和饮料之间设置类似于SCUBA设备中使用的调节器，以将提供给饮料的气体降低到更低压力，意味着可以存储更多的气体。调节器的输出压力可通过用户界面40控制或通过调节阀手动控制。调节器可以是从该列表中选择的对该工艺有用的任何类型的单级或双级调节器，包括压力调节器、流量调节器、导频调节器等等。
进一步减少苦味
为了确保冷泡咖啡不像热咖啡那样苦，可以在咖啡机中添加中和过滤器，以便在将水与咖啡豆混合之前进行过滤和处理。例如，过滤器可以是碳酸钙和/或合成的氧化镁“滤筒”，并且位于管道14中。可替代地，过滤器可以位于冲泡室15之后，例如在管道19中。过滤器可以是可移动墨盒的形式。
可以并入一个pH值传感器来测量填充到水箱11中的水的pH值。如果水的pH值大于6，则水可以引导通过例如碳酸钙（石灰石），或pH值小于6时，可以通过例如合成氧化镁进行过滤。这种布置将确保水不会增加冷泡咖啡的苦味。
在机器中烘焙未烘焙的咖啡豆
此外，机器可以包含一个腔室，该腔室允许将未烘焙的咖啡豆烘焙到最佳状态。例如，咖啡豆储存器23可另外包括如图2所示的咖啡豆烘焙器，其包括转鼓100，该转鼓100由马达101驱动以绕轴102旋转，将咖啡豆放置其中，加热元件103用于加热转鼓100，其中在加热过程中转鼓100旋转以确保咖啡豆均匀烘焙。
作为转鼓100的替代或补充，可以使用其他搅动装置在烘焙期间搅动咖啡豆。这包括电机驱动的搅拌桨和/或烘焙豆所在的腔室的振动。通过在研磨机24中和/或在位于研磨机24和冲泡室15之间的用于研磨咖啡的合适储存器内提供加热元件，可以在研磨咖啡的同时、之前或之后进行烘焙。
烘焙时间可以由用户直接控制，也可以由CPU 30基于用户输入控制。浅咖啡豆（烘焙时间较短）倾向于具有更强的酸性，而经过长时间烘焙的深色咖啡豆则具有更低的酸性。咖啡豆的烘焙时间、烘焙温度和颜色会影响咖啡的苦味/酸度/香气。
为了获得“酸度/香气和本体”的正确组合，CPU 30可以使用一种算法，该算法包括以下输入：
· 烘焙豆的颜色（来自RGB颜色传感器104）；
· 烘焙豆的持续时间（通过计时器——未显示）；和
· 咖啡豆/加热元件的温度（来自温度传感器——未显示）。
然后，根据这些输入，算法将通过更改烘焙咖啡豆的时间和施加在咖啡豆上的热量，为用户选择的咖啡类型确定正确的环境。
一旦达到期望的烘焙条件，就可以将咖啡豆从烘焙转鼓100中取出放到烘焙豆容器中（例如，如图2所示，在咖啡豆储存器23的底部）以进行存储。
替代地，可以通过使用RGB颜色传感器104或通过在设定温度下使用固定量的水通过咖啡豆样品，然后在水通过咖啡研磨物后测量水的pH值的机器来表征烘焙的咖啡豆，以根据已添加到咖啡机中的咖啡类型确定冲泡时间。
咖啡豆储存器23可进一步包括进水口，由此水（手动或自动地从储水器11中）被添加到储存器中。这可能是短暂的水流入，然后通过出口释放出来以清洁咖啡豆，或者可以在研磨之前将咖啡豆浸泡更长的时间。在这些过程中使用的水可以例如通过将其通过出口管引入冲泡室15中而重新用于冲泡。
咖啡豆储存器23还可以包括微穿孔装置，该微穿孔装置用于通过例如用针刺穿咖啡豆来对咖啡豆进行穿孔。这样的装置可以包括其上设置有针的板，该板被线性致动器压靠在咖啡豆储存器23中的咖啡豆上。这在预洗/浸泡和冲泡期间都增强了水对咖啡豆的渗透。
冷却元件
可以设置与冲泡好的咖啡储存器20热连通的冷却元件60，以冷却其中的咖啡。该冷却元件60可以类似于申请人的专利公开号WO2017125749A2中描述的冷却系统。
冷却元件60可以进一步流体地连接到储水器11、冲泡室15和/或冲泡好的咖啡储存器20，以冻冻从这些室中的任何一个出来的液体。该液体可以被冷冻形成冰晶/碎片，从而形成用于通过出口21分配的浆液或浆状饮料。或者，可将其冷冻以形成冰块，该冰块通过合适的斜槽直接分配到容器22中，以与较热的液态咖啡混合，从而将其冷却至所需温度而不稀释其浓度。
用户界面
如图5所示，用户界面40可以包括用于控制机器10的操作的一个或多个用户界面元件。例如，可以通过将旋转拨盘41旋转到期望的数量来选择要准备的咖啡的量。
可以经由界面42（例如，经由触摸屏）来选择制作咖啡的样式，该界面可以是触摸屏界面。在界面2中选择“浓缩”使CPU 30控制机器10以已知方式制作意式浓缩咖啡。选择“过滤”使CPU 30控制机器10以任何已知方式制作过滤（也称为“滴滤”）咖啡。选择“冷泡”使CPU 30以上述任何方式将机器10配置为冷泡咖啡。选择“氮化”使CPU 30以上述任何方式对咖啡进行氮化和/或碳酸化，并且可以与界面42的任何其他选项结合使用（例如，在氮化/碳酸化后生产滴滤咖啡），或者也可以创建氮化/碳酸化冷泡咖啡的独立选项。也可以包括与其他已知样式相对应的选项。
可以使用滑动器界面43来控制咖啡制作中的变量，该滑动器界面43包括供用户在控制每个变量中使用的多个缩放比例。“弱-强（Weak-Strong）”滑块可用于以上述任何方式控制通过出口21输出给用户的咖啡的最终浓度（例如TDS）。“冷-热”滑块可以用于以上述任何方式控制通过出口21输出给用户的咖啡的最终温度。“轻度烘焙-深度烘焙”滑块可用于通过改变烘焙温度和/或时间和/或传感器104将检测到咖啡豆被烘焙的点来控制转鼓100中咖啡豆的烘焙程度。“慢泡-快泡”滑块可以控制CPU 30应用上述用于加速冲泡的任何方法的程度。“精细-粗粒”滑块控制由研磨机24产生的平均粒度。尽管此处使用滑块，但是例如可以通过使用对应于所存储的值的一个或多个预设选项来控制这些变量中的任何一个或全部，以简单易用。
可以经由显示器44将反馈提供给用户。这可以包括进度条，其示出了机器制作咖啡的进度。这还可以包括从水箱11中的料位传感器、咖啡豆储存器23、冲泡好的咖啡储存器20以及机器10内的其他容器或仓库中获取的信息，以向用户显示其料位水平并且当它们接近空状态时向用户发出警报。
用户界面40可以被显示在机器10上，或者可以替代地或附加地通过在无线地和/或通过互联网连接到机器的移动设备上运行的移动应用程序来显示。
替代和修改
这里描述的本发明可以用在任何厨房用具中和/或用作独立设备。这包括任何家用食品处理和/或制备机器，包括顶部驱动的机器（例如，立式搅拌机）和底部驱动的机器（例如，食品处理机）。它可以在加热和/或冷却的机器中实现。本发明还可以在手持（例如，手动搅拌器）和台式（例如，搅拌器）机器中实现。它可以在内置于工作台或工作台面的机器中使用，也可以在独立设备中使用。本发明还可以被提供为独立装置，无论是电动机驱动的还是手动供电的。
虽然已经在家用食品加工和制备机器的领域中描述了本发明，但是本发明也可以在需要有效、有效和方便地制备和/或处理材料的任何应用领域中以工业规模和/或以少量实现。使用领域包括以下的制备和/或加工：化学品；药品；涂料；建筑材料；服装材料；农业和/或兽医的饲料和/或处理，包括肥料、谷物和其他农业和/或兽医的产品；油；燃料；染料；化妆品；塑料；焦油；表面材料（finishes）；蜡；清漆；饮料；医学和/或生物学研究材料；焊料；合金；废水和/或其他物质。本文中对“食品”，“饮料”（或类似语言）的任何引用都可以由此类工作介质代替。
应当理解，上面仅通过示例的方式描述了本发明，并且可以在本发明的范围内进行细节的修改，例如：尽管描述的是由机器10制备咖啡，但是可以制备任何其他类似的饮料或食物，并且可以提供单独的容器以容纳用于制造它们的材料。这些可能包括茶、巧克力和其他可能被冷泡的物质。类似地，虽然设置了储水器11，但是也可以设置其他储存器，其包含用于供应到冲泡室15的其他液体，包括酒精（例如用于生产咖啡利口酒）、牛奶（例如用于生产注入咖啡的牛奶）、坚果奶、果汁、调味水和饮料领域已知的其他液体。
冲泡室内可包括诸如搅拌装置、泵或加压气体的搅动装置，其中该搅动装置配置为促进研磨咖啡与水的混合。这减少了所需的冲泡时间。
说明书中以及（在适当时）权利要求和附图中公开的每个特征可以独立地或以任何适当的组合来提供。
出现在权利要求中的附图标记仅是示例性的，并且对权利要求的范围没有限制作用。

Claims (61)

1.一种用于提供冲泡饮料的设备，其特征在于，包括：
具有冲泡室的冲泡装置，其配置为根据多个冲泡工艺中所选择的一个来冲泡饮料，其中至少一个是热泡工艺，其中还有至少一个是冷泡工艺，在所述热泡工艺中所述设备被配置为向所述冲泡室供应热的冲泡流体，在所述冷泡工艺中所述设备被配置为以低于所述热泡工艺的压力向所述冲泡室供应冷的冲泡流体；以及
控制器，其配置为接收用户对于所需饮料的选择指示，并根据用户选择来控制所述冲泡装置执行所选择的所述热泡工艺或所述冷泡工艺。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个冷泡工艺包括在25℃至75℃之间的温度下用冲泡流体来冲泡物质。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述至少一个冷泡工艺包括在30℃至50℃之间的温度下用冲泡流体来冲泡物质。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少一个所述热泡工艺包括：在沸点或接近沸点的温度下用冲泡流体冲泡物质。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述冲泡室具有用于冲泡物质和冲泡流体的入口，以及用于冲泡好的流体的出口。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个冲泡工艺包括以下工艺中的至少一个：滤泡咖啡工艺；滴滤工艺；氮化冲泡工艺；以及意式浓缩咖啡冲泡工艺。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述选择指示为以下各项中的至少一项：所述饮料的体积；冲泡物质的量；冲泡时间；冲泡物质的粒度；和冲泡浓度。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个冲泡工艺中的至少一个包括热浸工艺，所述热浸工艺包括：在所述冲泡室中用冲泡流体冲泡之前，将冲泡物质浸泡在预冲泡流体中。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述预冲泡流体在80℃以上。
10.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，包括温度控制器，所述温度控制器配置为控制所述冲泡室中的冲泡流体的温度。
11.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，包括研磨所述冲泡物质的研磨机。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述研磨机是可控制的以提供研磨材料的所选定的粒度。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述研磨机包括一对研磨元件，并且可控制以改变所述研磨元件之间的距离。
14.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，当用户选择指示为冷泡工艺时，所述控制器配置为控制所述研磨机研磨所述冲泡物质，使得平均粒径在1150至1600微米之间。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述控制器配置为控制所述研磨机研磨所述冲泡物质，使得平均粒径在1300至1400微米之间。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述控制器配置为控制所述研磨机研磨所述冲泡物质，使得平均粒径为约1350微米。
17.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括配置为对所述冲泡室加压的加压装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述加压装置配置为选择性地将所述冲泡室内的压力增加到高于大气压和/或者将冲泡室内的压力降低到低于大气压的水平。
19.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，包括冲泡室加热器，所述冲泡室加热器配置为加热所述冲泡室和/或容纳在所述冲泡室中的冲泡物质。
20.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，包括用于储存冲泡饮料的存储容器。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述存储容器与所述冲泡室的出口连通。
22.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，包括至少一个用于所述冲泡物质的过滤器。
23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述过滤器位于以下部位至少之一内：所述冲泡室；所述冲泡室出口；以及用于分配所述冲泡饮料的设备的分配出口。
24.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述过滤器具有约50微米或更小的网眼尺寸。
25.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，包括：泵，所述泵配置为将所述冲泡物质输送通过所述冲泡室的出口。
26.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括配置为搅动所述冲泡室的内容物的搅动装置。
27.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述搅动装置是搅拌器、泵和加压气体中的至少一种。
28.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述冲泡室包括pH值传感器，所述pH值传感器布置为感测所述冲泡流体的pH值，并且其中，所述控制器配置为根据所述pH值传感器的输出来控制所述冲泡工艺和/或装置的一个或多个参数。
29.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，所述参数包括以下至少之一：供给至所述冲泡室的冲泡流体的体积；和供应到或包含在所述冲泡室中的冲泡流体和/或冲泡物质的温度；冲泡的持续时间。
30.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，所述控制器配置为控制所述一个或多个参数以获得预定的饮料pH值，和/或获得与用户选择相对应的饮料的pH值。
31.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述预定的饮料pH值在4.9与6之间。
32.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述预定的饮料pH值在5.4与5.7之间。
33.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述预定的饮料pH值为5.5。
34.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括中和装置，其配置为选择性地将中和物质输送至所述饮料，以改变所述饮料的pH值。
35.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，所述中和物质包括碳酸钙和/或氧化镁。
36.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，所述中和装置配置为将所述中和物质输送至所述冲泡室的入口的上游，冲泡室内或所述冲泡室的出口的下游。
37.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：至少一个传感器，其包括色谱传感器和/或光谱仪，并且其中，所述控制器布置为根据所述冲泡装置的输出和用户选择来控制所述冲泡设备的一个或多个组件。
38.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括用于烘焙冲泡物质的烘焙器。
39.根据权利要求38所述的设备，其特征在于，所述控制器布置为根据以下至少一项来控制所述烘焙器：温度传感器的输出；颜色传感器的输出；和/或计时器的输出，以及冲泡物质的属性。
40.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括加压气体源，所述加压气体源配置为选择性地将气体添加到冲泡流体中。
41.根据权利要求40所述的设备，其特征在于，所述加压气体源配置为在用冲泡流体冲泡所述饮料之前，或用冲泡流体冲泡期间或用冲泡流体冲泡之后，向所述冲泡流体添加气体。
42.根据权利要求40所述的设备，其特征在于，所述加压气体源包括二氧化碳源和/或氮气源。
43.根据权利要求42所述的设备，其特征在于，所述加压气体源配置为提供二氧化碳和氮气的组合，其中，二氧化碳的量为至少约25％。
44.根据权利要求43所述的设备，其特征在于，二氧化碳和氮气的组合中二氧化碳的量为约30％。
45.根据权利要求40所述的设备，其特征在于，所述加压气体源配置为以不小于25PSI提供气体。
46.根据权利要求40所述的设备，其特征在于，所述加压气体源配置为以不小于30PSI提供气体。
47.根据权利要求40所述的设备，其特征在于，所述加压气体源配置为在30至40PSI之间提供气体。
48.根据权利要求40所述的设备，其特征在于，还包括用于对所述冲泡设备中的冲泡流体进行加压的加压装置。
49.根据权利要求48所述的设备，其特征在于，所述冲泡流体被加压至气体溶解在所述冲泡流体中的压力。
50.根据权利要求48所述的设备，其特征在于，在所述冲泡室中的冲泡流体被加压。
51.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括位于所述冲泡装置的出口处的限流板，其中，所述限流板包含一个或多个孔。
52.根据权利要求51所述的设备，其特征在于，所述限流板可在阻塞所述出口的第一位置和不阻塞所述出口的第二位置之间移动。
53.根据权利要求52所述的设备，其特征在于，所述限流板还可移动到部分阻塞所述出口的第三位置。
54.根据权利要求51所述的设备，其特征在于，还包括分配装置，所述分配装置配置为以不小于25PSI的压力通过所述限流板分配所述冲泡饮料。
55.根据权利要求54所述的设备，其特征在于，所述分配装置配置为以不小于30PSI的压力通过所述限流板分配所述冲泡饮料。
56.根据权利要求54所述的设备，其特征在于，所述分配装置配置为在30PSI至40PSI之间的压力通过所述限流板分配所述冲泡饮料。
57.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：稀释装置，其用于用稀释流体稀释冲泡饮料。
58.根据权利要求57所述的设备，其特征在于，所述稀释流体是水。
59.根据权利要求1至58中任一项所述的设备，其特征在于，所述饮料是咖啡。
60.根据权利要求1至58中任一项所述的设备，其特征在于，所述饮料是茶。
61.一种用于饮料的厨房用具，其特征在于，包括根据权利要求1至60中任一项所述的设备。
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