CN1618382A - 制造咖啡饮料的浸制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

为了在咖啡渗滤器(1)中制造咖啡饮料，在大约两个大气压的相对较低的压力下将热水供应到由杯形主体(3)限定的密封容器(2)中，所述杯形主体(3)容纳适量咖啡粉，并在其开口端被一体地连接到杯形主体(3)的密封壁(7)以流体密封的方式封闭；通过中空榨取针(28)从密封容器(2)榨取饮料，所述榨取针具有宽度大约为0.3mm的纵向入口槽(31)，并在热水被供入密封容器(2)之前，通过所述密封壁(7)被插入密封容器(2)中，从而，相应的纵向槽(31)在密封容器(2)内延伸至少等于相应的杯形主体(3)的深度的三分之一的各个长度。

Description

制造咖啡饮料的浸制方法和装置
技术领域
本发明涉及制造咖啡饮料的浸制方法和装置。本发明尤其涉及利用包含适量咖啡粉(a measure of ground coffee)的密封容器(sealed capsule)制造“弱”咖啡饮料或所谓的“美国咖啡”的浸制方法和装置。
背景技术
为了渗滤咖啡，使用咖啡渗滤器，包括加压热水分配器，以及面对分配器并容纳刚性密封容器的杯，所述刚性密封容器包含适量咖啡粉。密封容器通常由热塑性材料的杯形主体形成，在一端由端壁封闭，在另一端由通常由金属密封箔片制成的密封壁封闭；所述杯相对于分配器可朝向和离开连接到分配器的浸制位置移动，并容纳具有面对分配器的密封壁的密封容器。
在已知使用密封容器的咖啡渗滤器中，在通常为大约8-10大气压的压力下被分配器放出的热水通常通过至少一个加料针流入密封容器中，所述加料针在杯被移动到所述浸制位置时刺破所述密封壁。一旦进入密封容器，热水与咖啡粉混合并朝向端壁挤压咖啡粉，所述端壁借助内部压力和温度朝外变形以接触杯携带的大量中空榨取针，每个榨取针具有许多纵向的宽度大约0.2mm的侧槽。中空榨取针逐渐地穿透密封容器，直到通常最多等于密封容器深度的五分之一的长度处，并允许咖啡饮料通过与杯的内部相通的渗滤器嘴流出。
如上所述类型的已知渗滤器通常是所谓的“浓咖啡(espresso)”渗滤器，其中密封容器的容量用于产生“爱斯普利索咖啡”，即体积大约20cm3并且顶部具有空气乳化层的的咖啡饮料。这样的乳化层很受消费者欢迎并总是被生产商所追求，这样的乳化层是通过榨取针槽的小流动截面和长度、靠着密封容器的端壁压榨咖啡粉(通常被通常是锥形的密封容器产生的压力影响加强)并通过较短的压榨取针长度形成的，所述榨取针槽比咖啡粒窄得多，导致在出口处产生稳定的乳状液旋涡，所述乳状液旋涡可进一步由高热水供给压力产生，所述榨取针截断靠近密封容器端壁的饮料。
然而，已知的上述类型的咖啡渗滤器不能用相同的密封容器来产生“弱”咖啡饮料，即体积大约200cm3的“美国咖啡”。这是因为，在较短的时间之后，咖啡粉逐渐挤满密封容器的端壁，将热水通过密封容器的流动减小到这样的程度，以致于使产生这样的“弱”咖啡饮料的所花的时间难以接受。此外，在密封容器内的咖啡粉中很快形成优先通道，从而，在相当短的初始时间内，产生具有在这种情况下具有不希望的乳化表面层的接近爱斯普利索咖啡的饮料，跟着产生几乎没有颜色的热水，其混合物通常被认为是不可饮用的。
发明内容
本发明的目的是提供一种从标准密封容器，即通常用于制造诸如爱斯普利索咖啡之类“强”饮料的密封容器，快速和方便地制造“弱”咖啡饮料的浸制方法。
根据本发明，提供了一种用于制造咖啡饮料的浸制方法，所述方法包括：在大约两个大气压的相对较低的压力下将热水供应到给定深度的由杯形主体限定的密封容器中的步骤，所述杯形主体容纳适量咖啡粉(或磨碎咖啡)，在一端被端壁封闭，在与所述端壁相对的开口端被一体地连接到杯形主体的密封壁以流体密封的方式封闭；以及通过具有纵向入口槽的中空榨取针从密封容器榨取所述饮料；在将热水供入密封容器之前，所述榨取针被插入密封容器，每个所述纵向槽在榨取所述饮料时，在密封容器中延伸至少等于所述深度的三分之一的长度。
根据本发明，还提供了一种用于制造咖啡饮料的浸制装置，所述浸制装置包括给定深度的杯，用于容纳由杯形主体限定的密封容器，所述杯形主体容纳适量咖啡粉，在一端被端壁封闭，在另一端被一体地连接到杯形主体的密封壁封闭，所述密封容器以密封壁朝外的方式位于所述杯内；加料装置，用于在大约两个大气压的相对较低的压力下将热水供应到所述杯承载的所述密封容器中；以及面对所述杯的刺破装置，用于刺破由所述杯承载的所述密封容器的密封壁，并用于从密封容器榨取所述饮料；所述刺破装置包括许多具有纵向入口槽的中空榨取针；每个所述纵向槽具有至少等于所述深度的三分之一的长度。
附图说明
以下将参照附图以例子的方式对本发明的几个非限定性实施例进行描述。
图1是根据本发明的浸制装置的一个优选实施例的第一操作状态的轴向剖视图；
图2和3类似于图1，示出了图1的浸制装置的另外两个操作状态；
图4示出了处于图2所示操作状态的图1-3的浸制装置的平面图；
图5示出了图1-4的细节的侧视图；
图6示出了图5的细节的前视图；
图7示出了图6的细节的放大图；
图8示出了沿图7的VIII-VIII线的剖视图；
图9-12分别类似于图5-8，示出了图5的细节的变形。
具体实施方式
在图1-4中的标号1表示用于从标准密封容器(sealed capsule)2，即通常用于制造爱斯普利索咖啡的渗滤器中使用的密封容器，制造“弱”咖啡饮料，特别是所谓的“美国咖啡”的浸制装置。密封容器2包括由热塑性材料制成并具有大体截锥形的侧壁4的杯形主体3，所述侧壁4在其主基座上具有外部环形凸缘5，并且在次基座处被端壁6封闭。在侧壁4的主基座处，杯形主体3被密封壁7以流体密封方式封闭，所述密封壁7通常由金属或金属化的密封箔片制成，其外周一体地连接到环形凸缘5的外表面。
浸制装置1包括具有纵轴线9的固定框架8，在附图中纵轴线9水平定位，但其可以沿任意方向延伸。框架8由对称地设置在纵轴线9的相对侧并平行于纵轴线9的两块大体为矩形的板10限定。板10在一个纵向端部通过支撑杯形主体11的横向壁10a一体地互相连接，所述杯形主体11位于板10之间，内部是圆筒形的，并包括管状侧壁12，管状侧壁12与纵轴线9同轴，在其内端部限定环形肩部13，并在其外端被垂直于纵轴线9并接触横向壁10a内表面的端壁14封闭。
渗滤器杯15以滑动方式装配在杯形主体11内部，并具有侧壁16，侧壁16与纵向轴9同轴并以可滑动的方式装配到杯形主体11的侧壁12的内表面上以及由板10携带的两个轴向引导件12a上。侧壁16在其一端处具有朝向肩部13的外凸缘17，并在其另一端被端壁18封闭，端壁18朝向端壁14并装配有纵向渗滤器嘴19，渗滤器嘴19通过穿过端壁14和横向壁10a形成的孔20以滑动方式延伸。
壁10a和14以及端壁18分别具有通孔21和22，通孔21和22与纵向轴线9同轴并与管状件23接合，所述管状件23在其内端装配有与纵向轴线9同轴的加料针24，并在端壁14外侧其相对端连接到由已知泵(未示出)以已知方式提供的已知蒸煮器(未示出)的出口，以便在大约两个大气压的压力下将热水供给加料针24。
在未示出的一种变形中，多个加料针24连接到管状件23。
管状件23通过孔21延伸的外端带有螺纹并被外部螺母25锁定到端壁14，同时管状件23的内端一体地装配有刺破装置26，刺破装置26包括垂直于纵向轴线9的板27，板27以滑动方式容纳在渗滤器杯15内部，并通过其中心装配加料针24；以及刺破装置26包括通过板27装配的许多管状榨取针28，榨取针28平行于纵向轴线9，并围绕加料针24间隔开。与纵向轴线9同轴的螺旋弹簧29被压在端壁14和18之间，板27形成用于停止渗滤器杯15使其处于榨取停止状态的制动件，如图1所示，在该状态中，加料针24和榨取针28完全容纳在渗滤器杯15内部。
如图5-8更清楚地示出的那样，榨取针28略短于加料针24，并具有圆锥形外表面30；每个榨取针28具有四个侧向通槽或通狭缝31，每个槽的宽度在0.2mm以上，优选大约为0.3mm，但无论宽度如何，都不能使使用的咖啡粉的最小直径的颗粒通过。每个侧向槽31沿着相应圆锥形外表面30的各个母线延伸，从板27到相应锥形针28的自由端稍短的位置，并且延伸长度至少等于杯形主体3的深度的三分之一，优选在二分之一到三分之二之间。榨取针28的槽31将渗滤器杯15的内部连接到出口室32(图3)，出口室32与渗滤器嘴19连通，并在渗滤器杯15沿轴向朝向端壁14对抗弹簧29移动时，在板27和端壁18之间形成。
在图9-12示出的变形中，榨取针28具有带四个相等的表面的棱锥形外表面33，每个表面具有沿着该表面的平分线延伸的槽31。
参照图1-3，在板10之间的未被杯形主体11和渗滤器杯15占据的空间中，安装驱动装置或致动装置34以向着浸制位置和离开浸制位置(图3)移动密封容器2，致动装置34包括叉形件35，其凹面面对渗滤器杯15，叉形件35依次包括平行于板10的两个臂36，其围绕垂直于纵向轴线9的销38的轴线37摆动，销38以可旋转的方式通过板10和臂36装配。臂36为杯40限定各个侧向的防旋转的轴向滑动引导件39，杯40的凹面朝向渗滤器杯15定位，并包括端壁41，端壁41通过侧向引导件39本身总是保持垂直于侧向引导件39；以及包括侧壁42，其与端壁41一起限定空腔43以相对精确地容纳密封容器2，密封容器2的环形凸缘5安放在侧壁42的自由端上。
致动装置34还包括位于销38和杯40的端壁41之间的曲柄机构44，曲柄机构44依次包括：装配到在臂36之间延伸的销38的一部分上的曲柄45；连杆46，其一端通过铰链47连接到端壁41，另一端通过铰链48连接到曲柄45的自由端；以及两个弹簧49，两个弹簧49在曲柄45的各个中间点和连杆46的各个中间点之间伸展，以便在通常情况下将曲柄机构44保持在收缩状态(图2)，在该状态，连杆46和曲柄45大体上互相垂直。
致动装置34还包括致动杆50，致动杆50位于板10的外侧并装配到销38上以沿着被引导和角度限位装置51约束的弧摆动叉形件35，所述引导和角度限位装置51对于每个板10包括：绕着轴线37在相应的板10中形成的弯曲槽52；以及销53，销53从相应的臂36向外延伸并接合相应的槽52和在该槽52中横向地滑动。销53沿着相应槽52的滑动运动使得叉形件35绕着轴线37在与纵轴线8对齐的工作位置(图3)和装载位置(图1)之间摆动，在装置位置中，叉形件35与纵向轴线9形成足够大的角以将杯40放置到相对渗滤器杯15侧向移位的位置处。
在实际应用中，如图1所示，叉形件35首先被设置到装置位置，在接收密封容器2之后，被操作杆50移动到工作位置(图2)，其中密封容器2定位在空腔43内部，其环形凸缘5接触侧壁42的环形自由边缘。关于这一点，应当指出的是，由于叉形件35以可旋转的方式装配到销38上，杆50的旋转通过曲柄机构44被传递到叉形件35，曲柄机构44被弹簧49保持在收缩位置，并且，在没有作用在叉形件35上的抗转矩的情况下，用作介于销38和叉形件35之间的键(key)。
当叉形件35通过引导和角度限位装置51停止在工作位置时，杆50的进一步旋转使曲柄45绕轴线37(图中的逆时针方向)旋转，并沿着引导件39使杯40朝向渗滤器杯15移动。随着其移动，杯40首先以流体密封的方式将环形凸缘5连接到渗滤器杯15的凸缘17，接着克服弹簧29的作用朝向杯形主体11的端壁14轴向地移动渗滤器杯15。在该移动过程中，刺穿装置26逐渐从渗滤器杯15拔出以形成出口室32，并朝向密封壁7移动，密封壁7首先被加料针24刺破，然后被全部榨取针28刺破。
当曲柄机构44最终被设置到其伸展位置时(在该位置曲柄45和连杆46互相对齐并与纵向轴线9对齐)，密封壁7被定位，大体上接触板27，榨取针28伸入密封容器2内部，因而伸入空腔43内部，从而相应的槽31伸入密封容器2内部，因而伸入空腔43内部至少等于杯40的深度的三分之一的长度，优选在示出的例子中，该长度在杯40的深度的二分之一和三分之二之间的范围内。
仅在此时热水在大约两个大气压的较低压力下沿着管状件23和加料针24被泵入到密封容器2中，并且，在浸透密封容器2内的咖啡粉(或磨碎咖啡)后，热水通过榨取针28中的通槽31流出到出口室32中，并通过渗滤器嘴19流出。
关于上述过程，应当指出：
加压热水被供入密封容器2中的咖啡粉团块(mass)中心中，从而浸透整个咖啡粉团，并防止形成优选通道；
流出物朝向密封壁7，从而在密封容器2具有截锥形侧壁4的情况下，防止前述的压力影响，以及咖啡粉挤压或挤满在榨取针28上；
在密封容器2具有截锥形侧壁4的情况下，供入密封容器2的热水朝向密封壁7扩展，以将水均匀地分配到咖啡粉中。
槽31比爱斯普利索咖啡渗滤器的榨取针长并优选比其宽，至少足够长以防止完全堵塞，因而，即使在咖啡粉被部分地压紧时也不会被堵塞。
简而言之，通过增加槽31的宽度和长度、在相对低的压力下将热水供入密封容器2、将热水大致供应到适量咖啡粉的中心处以及朝向密封壁7引导流出物，提供对整个适量咖啡粉的占用，保持相对低的密封容器2的液压阻力，从而获得没有乳化效果的满意的流出物，以及利用通常用于“爱斯普利索”咖啡渗滤器的密封容器2合理地快速生产“弱”咖啡饮料。
在未示出的变形中，加料针24从杯40的端壁41突出到空腔43内部，并在杯40通过致动装置34朝向渗滤器杯15的凸缘17移动并接触渗滤器杯15的凸缘17时刺破密封容器2的端壁6。
在这种情况下，流入密封容器2的加压热水也被朝向密封壁7引导。

Claims (23)

1.一种用于制造咖啡饮料的浸制方法，所述方法包括步骤：在大约两个大气压的相对较低的压力下将热水供应到给定深度的由杯形主体(3)限定的密封容器(2)中的步骤，所述杯形主体(3)容纳适量咖啡粉，在一端被端壁(6)封闭，在与所述端壁(6)相对的开口端被一体地连接到杯形主体(3)的密封壁(7)以流体密封的方式封闭；以及通过具有纵向入口槽或缝隙(31)的中空榨取针(28)从密封容器(2)提取所述饮料的步骤，所述榨取针或提取针(28)通过所述密封壁(7)在将热水供入密封容器(2)中之前被插入密封容器(2)中；并且每个所述纵向槽(31)在提取所述饮料时，在密封容器(2)内延伸至少等于所述深度的三分之一的长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当提取所述饮料时，每个所述纵向槽(31)在密封容器(2)内延伸至少等于所述深度的二分之一的长度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纵向槽(31)宽度在0.2mm以上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纵向槽(31)的宽度大约为0.3mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杯形主体(3)朝向所述密封壁(7)张开；所述热水在朝向所述榨取针(28)流动时扩展。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将至少一个中空加料针(24)插入所述密封容器(2)中以将所述热水供入密封容器(2)中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述加料针(24)通过所述密封壁(7)插入所述密封容器(2)内部。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述榨取针(28)和所述加料针(24)通过所述密封壁(7)一起插入所述密封容器(2)内部。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述加料针(24)比所述榨取针(28)长。
10.一种用于制造咖啡饮料的浸制装置，所述浸制装置(1)包括给定深度的杯(40)，用于容纳由杯形主体(3)限定的密封容器(2)，所述杯形主体(3)容纳适量咖啡粉，并在一端被端壁(6)封闭，在另一端被一体地连接到杯形主体(3)的密封壁(7)封闭，所述密封容器(2)以密封壁(7)朝外的方式位于所述杯(40)内；加料装置(23、24)，用于在大约两个大气压的相对较低的压力下将热水供应到所述杯(40)承载的所述密封容器(2)中；以及面对所述杯(40)的刺破装置(26)，用于刺破由所述杯(40)承载的所述密封容器(2)的密封壁(7)，并用于从密封容器(2)提取所述饮料；所述刺破装置(26)包括许多具有纵向入口槽或缝隙(31)的中空榨取针或提取针(28)；每个所述纵向槽(31)具有至少等于所述深度的三分之一的长度。
11.根据权利要求10所述的浸制装置，其特征在于，每个所述纵向槽(31)具有至少等于所述深度的二分之一的长度。
12.根据权利要求10所述的浸制装置，其特征在于，所述纵向槽(31)的宽度在0.2mm以上。
13.根据权利要求10所述的浸制装置，其特征在于，所述纵向槽(31)的宽度大约为0.3mm。
14.根据权利要求10所述的浸制装置，其特征在于，所述加料装置(23、24)包括至少一个朝向所述杯(40)的中空加料针(24)。
15.根据权利要求10所述的浸制装置，其特征在于，所述加料针(24)比所述榨取针(28)长。
16.根据权利要求14所述的浸制装置，其特征在于，所述加料装置(23、24)和所述刺破装置(26)互相形成一体，以供给热水，并分别通过由所述杯(40)承载的所述密封容器(2)的密封壁(7)提取所述饮料。
17.根据权利要求10所述的浸制装置，其特征在于，每个所述榨取针(28)具有锥形或圆锥形形状；相应的所述纵向槽(31)沿着所述圆锥或锥形的各个母线延伸。
18.根据权利要求10所述的浸制装置，其特征在于，每个所述榨取针(28)具有包括多个面的棱锥形状；相应的所述纵向槽(31)沿着所述棱锥的所述各个面的中心延伸。
19.根据权利要求10所述的浸制装置，其特征在于，还包括致动装置(34)，用于使所述杯(40)在加载位置和浸制位置之间移动，在所述加载位置，杯(40)从所述刺破装置(26)分开以允许所述密封容器(2)插入杯(40)内部，在浸制位置，所述杯(40)被连接到所述刺破装置(26)，并且，所述加料针(24)和所述榨取针(28)伸入所述杯(40)内部。
20.根据权利要求19所述的浸制装置，其特征在于，所述致动装置(34)包括用于支撑所述杯(40)的支撑装置(35)，支撑装置(35)被安装以绕轴线(37)朝向和离开使所述杯(40)与所述刺破装置(26)对齐的对齐位置摆动；引导装置(39)介于所述支撑装置(35)和所述杯(40)之间，以使杯(40)能够沿着所述支撑装置(35)沿轴向移动；和曲柄机构(44)，曲柄机构(44)被装配到所述支撑装置(35)上，以在所述加载位置和所述浸制位置之间在所述对齐位置轴向地移动所述杯(40)。
21.根据权利要求20所述的浸制装置，其特征在于，所述致动装置(34)还包括止动装置(52、53)，用于使所述支撑装置(35)在所述对齐位置停止。
22.根据权利要求21所述的浸制装置，其特征在于，所述曲柄机构(44)包括曲柄(45)和连接到所述杯(40)的连杆(46)；所述致动装置(34)还包括扭矩产生装置(50)，用于绕所述轴线(37)旋转所述支撑装置(35)和所述曲柄(45)。
23.根据权利要求22所述的浸制装置，其特征在于，所述扭矩产生装置(50)被装配到所述曲柄(45)上，并空载地连接到所述支撑装置(35)。
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