CN209732480U - 咖啡豆破壁装置 - Google Patents

Abstract

一种咖啡豆破壁装置，包括：一个反应器，该反应器内部具有一个生豆处理空间，该反应器具有一个进气口及一个排气口，该进气口及该排气口均连通该生豆处理空间；一个二氧化碳源，通过一个进气管连接该反应器的进气口；一个泵，设于该进气管；及一个加热件，环设于该反应器的外周面；其中，该生豆处理空间具有体积，该排气口具有开口面积，每升的生豆处理空间的体积，该排气口的开口面积为0.25～32.5平方厘米。通过该咖啡豆破壁装置对生豆进行破壁处理，可以防止后续烘焙处理时，生豆中的绿原酸会受到烘焙处理的高温而破坏的问题。

Description

咖啡豆破壁装置

技术领域

本实用新型涉及一种咖啡豆处理装置，尤其涉及一种咖啡豆破壁装置。

背景技术

一般而言，咖啡豆（咖啡生豆）在进行清洗或日晒烘干后，会进行烘焙处理（roasting），即对生豆进行加热，而发生一系列的物理及化学反应，使咖啡豆渐渐呈现棕色，经过该烘焙处理的咖啡豆在经过后续的研磨、冲泡，即能够形成具有特殊香气的咖啡饮品。

咖啡生豆中含有大量的绿原酸（chlorogenic acid），绿原酸具有良好的抗氧化能力，可以清除自由基、降血压、降血糖、燃脂减重，甚至具有抗肿瘤的效用，但是当经过该烘焙处理后，咖啡豆中的绿原酸会被高温破坏，使得绿原酸的含量会大幅减少，因此饮用经过该烘焙处理的咖啡豆所冲泡的咖啡饮品，并无法自其中摄取绿原酸，有鉴于此，若是能够提供一种用以对咖啡生豆进行破壁处理的咖啡豆破壁装置，使经该破壁处理的咖啡生豆纵使经过后续的烘焙处理仍能够保有其中大量的绿原酸，将使消费者在饮用咖啡饮品的过程中即能够摄取大量的绿原酸，显然可以大幅提升消费者的健康。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种咖啡豆破壁装置，用于处理咖啡生豆，使经处理后的咖啡生豆在经过后续的烘焙处理仍能够保留大量的绿原酸。

本实用新型的咖啡豆破壁装置，包括：一个反应器，该反应器内部具有一个生豆处理空间，该反应器具有一个进气口及一个排气口，该进气口及该排气口均连通该生豆处理空间；一个二氧化碳源，通过一个进气管连接该反应器的进气口；一个泵，设于该进气管；及一个加热件，环设于该反应器的外周面；其中，该生豆处理空间具有体积，该排气口具有开口面积，对应每升的生豆处理空间的体积，该排气口的开口面积为0.25～32.5平方厘米。

据此，本实用新型的咖啡豆破壁装置，通过该进气管导入该生豆处理空间的二氧化碳气体，以及能够对该生豆处理空间中的二氧化碳气体进行加压、加温的泵及加热件，使二氧化碳气体可以转变成亚临界二氧化碳流体（甚或是超临界二氧化碳流体），并于预定的压力、温度下，对容置于该生豆处理空间的咖啡生豆接触该预定时间，而后再使亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）快速地自该排气口流向外界环境，以完成该破壁处理，通过该破壁处理的咖啡生豆，在经过后续的烘焙处理后，仍可以保有大量的绿原酸，为本实用新型的技术效果。

该咖啡豆破壁装置中，该排气口的开口面积为该进气口的开口面积的2～6倍。如此，可以精准控制二氧化碳气体通过该进气口流入该生豆处理空间的时间，以及精准控制亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）通过该排气口流向外界环境的时间。

该咖啡豆破壁装置中，该反应器具有一个空气排出口，该空气排出口连通该生豆处理空间，该反应器具有相对的一个第一端及一个第二端，该进气口邻近该第一端，该空气排出口邻近该第二端。如此，使二氧化碳气体通过该进气口流入该生豆处理空间时，该生豆处理空间中的空气容易通过该空气排出口流向外界环境，以提升该破壁处理的效果。

该咖啡豆破壁装置还包括一个排气管、一个空气排出管、一个第一单向阀、一个第二单向阀及一个第三单向阀，该排气管连通该反应器的排气口，该空气排出管连通该反应器的空气排出口，该第一单向阀、该第二单向阀及该第三单向阀分别设于该进气管、该排气管及该空气排出管。如此，通过该第一单向阀、该第二单向阀及该第三单向阀的设置，可以避免流入该生豆处理空间的二氧化碳气体、流出该生豆处理空间的亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体），及流出该生豆处理空间的空气发生倒流的状况，借此确保该生豆处理空间内部的气体组成，以提升该破壁处理的效果。

该咖啡豆破壁装置还包括一个冷却件，该冷却件设于该进气管，且位于该二氧化碳源及该泵之间。如此，通过该冷却件的设置，可以确保沿该进气管流入该生豆处理空间的二氧化碳气体的温度低于该预定温度。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的咖啡豆破壁装置的剖面图。

附图标记说明

（本实用新型）

1 反应器

1a 第一端 1b 第二端

11 进气口 12 排气口

13 空气排出口

2 二氧化碳源

3 泵

4 加热件

5 冷却件

P1 进气管 P2 排气管

P3 空气排出管

S 生豆处理空间

V1 第一单向阀 V2 第二单向阀

V3 第三单向阀。

具体实施方式

为使本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特列举本实用新型的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

本实用新型以下所述方向性或其近似用语，例如“前”、“后”、“左”、“右”、“上（顶）”、“下（底）”、“内”、“外”、“侧面”等，主要是参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本实用新型的各实施例，并非用以限制本实用新型。

请参照图1所示，本实用新型的咖啡豆破壁装置的一实施例，可以包括：一个反应器1、一个二氧化碳源2、一个泵3及一个加热件4，该二氧化碳源2通过一个进气管P1连接该反应器1，该泵3设于该进气管P1，该加热件4设于该反应器1，以使流入该反应器1中的二氧化碳气体的压力、温度可以分别达到预定压力及预定温度而形成亚临界二氧化碳流体（甚或是超临界二氧化碳流体），进而使亚临界二氧化碳气体（及/或超临界二氧化碳气体）可以接触容置于该反应器1内的咖啡生豆。

详而言之，该反应器1内部可以具有一个生豆处理空间S，以供待进行该破壁处理的咖啡生豆容置于其中。该反应器1具有一个进气口11及一个排气口12，该进气口11及该排气口12均连通该生豆处理空间S，二氧化碳气体能够通过该进气口11流入该生豆处理空间S，进而使亚临界二氧化碳气体（及/或超临界二氧化碳气体）可以接触容置于其中的咖啡生豆，而后，亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）则可以后续通过该排气口12流向外界环境。

该反应器1还可以具有一个空气排出口13，该空气排出口同样连通该生豆处理空间S，如此当二氧化碳气体通过该进气口11流入该生豆处理空间S时，原容置于该生豆处理空间S中的空气即可以通过该空气排出口13流向外界环境，借此可以确保该生豆处理空间S中不存在有任何空气，以提升该破壁处理的效率。

该反应器1具有相对的一个第一端1a及一个第二端1b（如图1所示，该第一端1a为该反应器1的底端，该第二端1b则为该反应器1的顶端），该进气口11较佳邻近该第一端1a，该空气排出口13则邻近该第二端1b，如此，由于二氧化碳气体的密度约为1.429 g/L，略大于空气的密度（约为1.294 g/L），当二氧化碳气体通过该进气口11流入该生豆处理空间S时，该生豆处理空间S中的空气会飘浮于二氧化碳气体的上方，因此将该空气排出口13设置于邻近该第二端1b（顶端）的状况下可以使空气较容易流向外界环境。

此外，该咖啡破壁装置可以包括该进气管P1、一个排气管P2及一个空气排出管P3，该进气管P1、该排气管P2及该空气排出管P3分别连接该反应器1的进气口11、排气口12及空气排出口13，该二氧化碳源2所产生的二氧化碳气体，即能够沿该进气管P1流入该生豆处理空间S，此时该生豆处理空间S中的空气即可以沿该空气排出管P3流向外界环境，而后亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）则可以沿该排气管P2流向外界环境。

该进气管P1、该排气管P2及该空气排出管P3可以分别设有一个第一单向阀V1、一个第二单向阀V2及一个第三单向阀V3，如此即能够使二氧化碳气体、亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）及空气仅能够通过单一流向流入或流出该生豆处理空间S，进而确保在进行该破壁处理时该生豆处理空间S中的气体组成，使容置于该生豆处理空间S中的咖啡生豆可以完全与外界环境隔离。

该泵3用于使该二氧化碳源2所产生的二氧化碳气体能够通过该进气管P1持续地流向该生豆处理空间S，并可以使容置于该生豆处理空间S中的二氧化碳气体的压力达到该预定压力，而该加热件4可以环设于该反应器1的外周面，以使容置于该生豆处理空间S中的二氧化碳气体的温度达到该预定温度。此外，于本实施例中，该进气管P1还可以设有一个冷却件5，该冷却件5位于该二氧化碳源2及该泵3之间，用以确保沿该进气管P1流入该生豆处理空间S的二氧化碳气体的温度低于该预定温度。

当该生豆处理空间S中的二氧化碳气体的温度、压力分别达到该预定压力及该预定温度时，二氧化碳气体即会转变成亚临界二氧化碳流体（甚或是超临界二氧化碳流体），并可以与该生豆处理空间S中的咖啡生豆接触预定时间（例如3～30分钟）。于本实施例中，该预定压力可以为950～3,000 psi，该预定温度可以为35～50℃，且“自二氧化碳气体开始流入该生豆处理空间S”、“使亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）与该生豆处理空间S中的咖啡生豆接触的预定时间”，及“使亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）完全流向外界环境”的总时间为10～40分钟。

值得注意的是，由于绿原酸可以溶解于超临界二氧化碳流体中，为了缩短咖啡生豆与超临界二氧化碳流体接触的时间，以防止咖啡生豆中的绿原酸溶解于超临界二氧化碳流体中，而在开启该第二单向阀V2时，溶解于超临界二氧化碳流体中的绿原酸一并被沿该排气管P2流向外界环境的超临界二氧化碳流体带走，本实施例的咖啡豆破壁装置中，调整使该生豆处理空间S的体积与该排气口12的开口面积之间具有特定比例，使该第二单向阀V2开启后，该生豆处理空间S中的压力可以迅速恢复至常压（此时超临界二氧化碳流体即会恢复为二氧化碳气体），即对应每升的生豆处理空间S的体积，该排气口12的开口面积较佳应介于0.25～32.5平方厘米之间（即，当该生豆处理空间S的体积为5升时，该排气口12的开口面积应介于1.25～2平方厘米之间），如此使超临界二氧化碳流体可以快速地自该生豆处理空间S完全流向外界环境，不仅可以缩短该咖啡豆破壁装置的总使用时间（包括“将二氧化碳气体通入该生豆处理空间S的时间”、“以亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）对咖啡生豆进行该破壁处理的时间”，以及“使亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）完全流向外界环境的时间”），更可以避免咖啡生豆的风味丧失。

依据上述，本实用新型的咖啡豆破壁装置在使用时，工作人员可以将咖啡生豆放置于该生豆处理空间S，开启该第一单向阀V1及该第三单向阀V3（该第二单向阀V2仍维持为关闭状态），使该二氧化碳源2所产生的二氧化碳气体可以通过该泵3的作用，沿该进气管P1持续地通过该进气口11流入该生豆处理空间S，此时，原容置于该生豆处理空间S中的空气即可以通过该空气排出口13，沿该空气排出管P3流向外界环境。在确保原容置于该生豆处理空间S中的空气均已经排出后，工作人员即可以关闭该第三单向阀V3，使二氧化碳气体持续填充于该生豆处理空间S中，直到该生豆处理空间S内部的二氧化碳的压力达到该预定压力，即可以关闭该第一单向阀V1。

接着，工作人员再通过该加热件4使容置于该生豆处理空间S中的二氧化碳气体的温度达到该预定温度，进而使二氧化碳气体转变成亚临界二氧化碳流体（甚或是超临界二氧化碳流体），并可以在该预定压力、该预定温度下，与该生豆处理空间S中的咖啡生豆接触该预定时间。

在使亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）与该生豆处理空间S中的咖啡生豆接触该预定时间后，工作人员可以开启该第二单向阀V2，使亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）可以自该排气口12，沿该排气管P2流向外界环境。此时，由于该生豆处理空间S的体积与该排气口12的开口面积之间具有该特定比例，使得该生豆处理空间S中的亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）可以快速地沿该排气管P2流向外界环境，如此即可以完成该破壁处理，且更能够有效地控制亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）与咖啡生豆的接触时间。

使经该破壁处理的咖啡生豆在经过后续的烘焙处理后，仍可以保有大量的绿原酸，经实验证实，每10克的未经过该破壁处理的咖啡生豆在经过该烘焙处理后所含有的绿原酸约为50～80毫克，而每10克的经过该破壁处理的咖啡生豆，在经过后续的烘焙处理后所含有的绿原酸则为150～200毫克。

综上所述，本实用新型的咖啡豆破壁装置，通过该进气管导入该生豆处理空间的二氧化碳气体，以及能够对该生豆处理空间中的二氧化碳气体进行加压、加温的泵及加热件，使二氧化碳气体可以转变成亚临界二氧化碳流体（甚或是超临界二氧化碳流体），并于预定的压力、温度下，与对容置于该生豆处理空间的咖啡生豆接触该预定时间，而后再使亚临界二氧化碳流体（及/或超临界二氧化碳流体）快速地自该排气口流向外界环境，以完成该破壁处理，通过该破壁处理的咖啡生豆，在经过后续的烘焙处理后，仍可以保有大量的绿原酸，为本实用新型的技术效果。

Claims (5)

1.一种咖啡豆破壁装置，其特征在于，包括：

一个反应器，该反应器内部具有一个生豆处理空间，该反应器具有一个进气口及一个排气口，该进气口及该排气口均连通该生豆处理空间，一个排气管连通该反应器的排气口，该排气管设有一个第二单向阀；

一个二氧化碳源，通过一个进气管连接该反应器的进气口，该进气管设有一个第一单向阀；

一个泵，设于该进气管；及

一个加热件，环设于该反应器的外周面；

其中，该生豆处理空间具有体积，该排气口具有开口面积，对应每升的生豆处理空间的体积，该排气口的开口面积为0.25～32.5平方厘米。

2.如权利要求1所述的咖啡豆破壁装置，其特征在于，该排气口的开口面积为该进气口的开口面积的2～6倍。

3.如权利要求1所述的咖啡豆破壁装置，其特征在于，该反应器具有一个空气排出口，该空气排出口连通该生豆处理空间，该反应器具有相对的一个第一端及一个第二端，该进气口邻近该第一端，该空气排出口邻近该第二端。

4.如权利要求1所述的咖啡豆破壁装置，其特征在于，该反应器具有一个空气排出口，该空气排出口连通该生豆处理空间，该咖啡豆破壁装置还包括一个空气排出管及一个第三单向阀，该空气排出管连通该反应器的空气排出口，该第三单向阀设于该空气排出管。

5.如权利要求1所述的咖啡豆破壁装置，其特征在于，该咖啡豆破壁装置还包括一个冷却件，该冷却件设于该进气管，且位于该二氧化碳源及该泵之间。