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Die Erfindung betrifft eine Heißgetränkezubereitungseinrichtung für Haushaltszwecke mit einer Zerkleinerungseinrichtung für Kaffeebohnen und mit einer Brüheinrichtung zum Auslaugen von Kaffee mit heißem Brühwasser. Sie umfasst eine Brühkammer als abgeschlossenen druckbeständigen Raum, in der mit einer Presseinrichtung mit einem Kolben Druck auf einen Kaffeekuchen aufgebracht werden kann, um ihn auszulaugen.
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Die
DD 289 700 A5 beschreibt einen Getränkebereiter und eine Kaffeegetränkeherstellung zur drucklosen Extraktion von Kaffeebohnen. Die Einrichtung umfasst eine sog. Mahlbrüheinheit, in die eine erforderliche Menge an Kaffeebohnen eingefüllt wird. Sie umfasst Glattwalzen, zwischen denen die Bohnen gebrochen werden und mit Brühwasser versetzt werden. Nachdem die ersten Bohnen zerkleinert wurden, wird Brühwasser hinzugefügt, woraufhin die Zerkleinerung der Bohnen fortgesetzt wird. Das Gemisch aus Brühwasser und zerkleinerten Bohnen wird über einen Dauerfilter geleitet, wodurch das genießbare Filtrat vom Kaffeesatz getrennt wird.
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Zudem ist aus der
EP 0 388 975 A1 eine Espressomaschine mit einem Brühfilter mit einer Brühkammer, mit einer Presseinrichtung zum Aufbringen von Druck auf einen Kaffeekuchen und mit Zerkleinerungselementen für Kaffeebohnen bekannt. Dazu ist aus der
EP 2 640 233 B1 eine Getränkebrüheinrichtung mit einer Mahleinrichtung und mit einer Brüheinrichtung bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Brühverfahren für Kaffeegetränke und eine Vorrichtung dafür, welche für einen weitgehenden Erhalt des Aromas von Kaffeebohnen sorgen, weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Heißgetränkezubereitungseinrichtung für Haushaltszwecke mit einer Brüheinrichtung mit einer Brühkammer gelöst, die eine Presseinrichtung zum Aufbringen von Druck auf einen Kaffeekuchen während des Brühvorgangs und eine Zerkleinerungseinrichtung für Kaffeebohnen umfasst, die innerhalb der Brüheinrichtung angeordnet ist. Die Erfindung wendet sich also davon ab, Kaffeebohnen zunächst in einem Mahlwerk zu zerkleinern, um sie anschließend als Kaffeemehl in eine Brühkammer zu transportieren. Sie verfolgt vielmehr das Prinzip, die Kaffeebohnen in einer Brüheinrichtung und dort insbesondre innerhalb der Brühkammer sowohl zu zerkleinern als auch zu brühen. Dadurch erzielt sie gleich mehrere Vorteile: Zum einen ermöglicht sie es, die Kaffeebohnen schon als Ganzes zu brühen und damit bereits daraus Aroma für das zukünftige Kaffeegetränk zu gewinnen. Es ist jenes leicht flüchtige Aroma, das ein Benutzer beim Öffnen einer Vorratspackung mit gerösteten Kaffeebohnen wahrnimmt. Zum anderen gelingt es der Erfindung damit, auch dasjenige Aroma, das anderenfalls beim Vermahlen der Bohnen und ihrem anschließenden Transport in die Brüheinrichtung durch den Kontakt mit dem Luftsauerstoff verloren geht, einzufangen und im zukünftigen Kaffeegetränk zu binden. Das Kaffeegetränk erhält dadurch einen deutlich intensiveren und zugleich sämigen Geschmack.
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Konstruktiv schließlich führt die Erfindung zu einer räumlich reduzierten Bauweise, weil für das Zerkleinern der Kaffeebohnen einerseits und für ihr Auslaugen andererseits keine unterschiedlichen Einrichtungen erforderlich sind. Beide Vorgänge können vielmehr in der Brüheinrichtung selbst, insbesondere in der Brühkammer stattfinden. Außerdem verlangt das erfindungsgemäße Zerkleinern weniger Energie, weil nicht mehr harte geröstete Kaffeebohnen gemahlen werden müssen. Die erfindungsgemäß mit heißem Brühwasser benetzten Bohnen sind vielmehr deutlich weicher und lassen sich folglich mit geringerem Kraftaufwand zerkleinern.
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Grundsätzlich stehen mehrere Prinzipien für die Zerkleinerung von gerösteten und mit Brühwasser benetzten Kaffeebohnen zur Verfügung. Erfindungsgemäß dient ein rotatorisch antreibbares Schlagmesser in der Brühkammer als Zerkleinerungseinrichtung. Dies bietet eine effiziente Zerkleinerungsmethode, deren zuverlässige Wirkung von den zum Teil heute noch üblichen elektrisch betriebenen Kaffeemühlen bekannt ist. Das Schlagmesser kann ein- oder mehrflügelig ausgebildet sein und ggf. an jedem Flügel eine geschärfte Kante aufweisen. Das Schlagmesser kann einen eigenen Antrieb aufweisen. Damit bietet es darüber hinaus den Vorteil, aufgrund seines separaten Antriebs seine Drehzahl steuern und so das Zerkleinerungsergebnis gezielt beeinflussen zu können.
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Bekannte Presseinrichtungen innerhalb einer Brüheinrichtung umfassen regelmäßig mindestens einen Kolben, der in einen Brühzylinder einfahrbar ist und den Kaffeekuchen an seiner Stirnseite gegen den Zylinderboden presst. Das Schlagmesser ist relativ zu einer kaffeeberührten Oberfläche des Kolbens oder des Zylinderbodens entlang seiner Drehachse verschiebbar ausgebildet. Dabei ist es unerheblich, ob das Schlagmesser am Zylinderboden oder an einem feststehenden oder verfahrbaren Kolben angeordnet ist. Mit einer Verschiebung während des Zerkleinerns kann das Schlagmesser den gesamten von Brühzylinder und Kolben eingeschlossenen und bohnengefüllten Innenraum erfassen. Nach Abschluss der Zerkleinerung und dem Verpressen des Tresters kann das Schlagmesser außerdem dazu genutzt werden, ein Auswerfen des Tresterkuchens aus dem Brühzylinder zumindest zu unterstützen.
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Erfindungsgemäß ist das Schlagmesser in die Oberfläche des Kolbens oder des Zylinderbodens bündig einfahrbar. Die betreffende Oberfläche kann dazu Aussparungen aufweisen, die den Umrissen des Schlagmessers entsprechen. Zum Verpressen des Kaffeekuchens und spätestens beim Auswurf des Kaffeetresters lässt das versenkbare Schlagmesser so ein ungestörtes Verpressen und anschließendes rückstandsloses Leeren der Brühkammer zu. Zusätzlich können Bürsten oder eine elastische Lippe, die beispielsweise an einem Abstreifer angebracht über die betreffende Oberfläche streichen, ein Reinigen der kaffeeberührten Oberfläche, in die das Schlagmesser eintaucht, unterstützen.
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Um das Aroma von Kaffeebohnen nahezu vollständig zu gewinnen, werden sie zerkleinert, in Kaffeevollautomaten regelmäßig gemahlen, und als Kaffeepulver mit heißem und unter Druck stehendem Zubereitungswasser gebrüht bzw. extrahiert. Dazu wird das Kaffeepulver vorher durch die Presseinrichtung verdichtet. Nach einer weiteren oder alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann die Presseinrichtung zugleich als Zerkleinerungseinrichtung dienen. Damit kann eine separate Zerkleinerungseinrichtung, beispielsweise das Mahlwerk eines Kaffeevollautomaten, entfallen. Durch ihren Entfall kann die Zubereitungseinrichtung trotz eines konstruktiven Mehraufwands für die erfindungsgemäße Presseinrichtung, der sie auch zur Zerkleinerung der Kaffeebohnen befähigt, konstruktiv einfacher aufgebaut und ihre Herstellung kostengünstiger erfolgen. Als Presseinrichtung dient bei bekannten Brüheinrichtungen regelmäßig ein verfahrbarer Zylinder, in dem der Kaffeekuchen mit einem Kolben gepresst wird. Die erfindungsgemäße Zubereitungseinrichtung kann einen Brühkolben und einen relativ dazu, nämlich einen translatorisch und koaxial verfahrbaren Brühzylinder sowohl als Presseinrichtung als auch Zerkleinerungseinrichtung aufweisen. Dazu können die Kolbenflächen rau ausgebildet sein, beispielsweise in den Kunststoff der Kolben eingespritzte Metallspitzen und/oder Schneiden aufweisen und damit prinzipiell wie der Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine ausgebildet sein. Damit kann die Presseinrichtung nicht nur dazu genutzt werden, den Kaffeekuchen, sondern auch die zunächst unzerkleinerten Kaffeebohnen zu pressen. Sie werden aufgebrochen, indem sie zwischen dem Brühkolben und einer Bodenfläche des Brühzylinders und untereinander verquetscht werden. Wie bei einem Mahlen lassen sich auch dadurch die in den Kaffeebohnen gebundenen Aromen extrahieren und geschmackvolle Kaffeegetränke erhalten. Weil die ungemahlenen Kaffeebohnen erfindungsgemäß bereits mit Brühwasser benetzt und dadurch bereits weicher sind als frisch geröstete Bohnen, gelingt ihre Zerkleinerung allein durch Quetschen. Damit lässt sich Energie zum Zerkleinern der Kaffeebohnen einsparen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Brühkolben relativ zum Brühzylinder axial verdrehbar antreibbar sein. Ist dem Brühkolben ein Gegenkolben im Brühzylinder, zum Beispiel ein T-Kolben zugeordnet, kann entweder einer von beiden oder können beide entgegengesetzt zueinander verdrehbar sein. Das aktive, in einem Kaffeevollautomaten motorisch angetriebene Verdrehen unterstützt die Quetschwirkung auf die Kaffeebohnen, indem es gegenüber der Richtung des Quetschens in einer weiteren Raumrichtung wirkt, nämlich orthogonal dazu. Außerdem begünstigt es ein Umlagern der Kaffeebohnen oder deren durch das Quetschen bereits erzeugten Bruchstücke in der Brühkammer, sodass so gut wie alle Kaffeebohnen erfasst und vollständig zerkleinert werden. Dadurch steigt die Effizienz der Presseinrichtung als Zerkleinerungseinrichtung, womit sich die Kaffeebohnen vollständig auslaugen lassen.
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Erfindungsgemäß können die Bohnen durch ein rotierendes Schlagmesser oder durch Quetschen zerkleinert werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Brüheinrichtung alternativ oder zusätzlich eine Einrichtung zum Brechen der Bohnen umfassen. Als Brecheinrichtung kann sie zumindest einen von einem ersten Kolben aus und in den Brühzylinder hineinragenden Stiftering aus mehreren ringförmig angeordneten Stiften und zumindest einen koaxialen und entgegengesetzt gerichteten Stiftering an der Gegenfläche bzw. am zweiten Kolben umfassen, wobei der Innenradius eines äußeren Stifterings mindestens so groß ist wie der Außenradius eines inneren Stifterings. Als erster Kolben können der Brühkolben oder auch der Gegen- oder T-Kolben dienen. Erfindungsgemäß umfassen also der erste Kolben und die Gegenfläche bzw. der zweite Kolben jeweils einen Kranz mit aufeinander zugerichteten Stiften. Ihre Radien ermöglichen es den Stifteringen, ineinander einzutauchen, so dass sie konzentrisch zueinander positioniert sind. Da der Kolben und seine Gegenfläche relativ zueinander verdrehbar sind, sind es auch die Stifteringe. In den Zwischenräumen zwischen den Stiften eines Rings lagern sich bei zunehmender Kompression durch die aufeinander zu fahrenden Kolbenfläche und seiner Gegenfläche Bohnen ein. Bei einer Verdrehung der Stifteringe relativ zueinander brechen Scherkräfte die Kaffeebohnen auf, die sich zwischen den sich aneinander vorbei drehenden Zwischenräumen befinden. Das Verdrehen der Stifteringe gegeneinander führt außerdem zu Umlagerungen der Kaffeebohnen bzw. ihrer Bruchstücke in der Brühkammer. Zusammen mit dem Quetschen lassen sich so die Kaffeebohnen besonders schnell und vollständig zerkleinern.
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Die Stifte eines Stifterings umgrenzen umfangsseitig einen Innenraum, den außerdem die kaffeeberührten Oberflächen des ersten und des zweiten Kolbens begrenzen und in dem sich bestimmungsgemäß die zu verarbeitenden Kaffeebohnen befinden. Nach erfolgreichem Zerkleinern werden sie zum Auslaugen verpresst. Starre Stifte könnten dabei hinderlich sein. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zumindest ein Stiftering auf den anderen Stiftering hin ausfahrbar bzw. in den betreffenden Kolben hinein, an dem er angebracht ist, versenkbar angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein an seinem Kolben fest angebrachter Stiftering in die kaffeeberührte Oberfläche des gegenüberliegenden Kolbens und dort ggf. in entsprechend dimensionierte und verschließbare Öffnungen eintauchen. Je nach Bedarf eines Zubereitungsschritts können so der verfahrbare und/oder der feststehende Stiftering zum Brechen der Bohnen ggf. ausgefahren zur Verfügung stehen, ohne ein Verpressen zu behindern, indem sie dann eingefahren werden oder eingetaucht sind.
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Nach erfolgreichem Zerkleinern, Auslaugen und Verpressen der Kaffeebohnen werden sie als Tresterkuchen aus der Brühkammer entfernt, bevor ein weiterer Zubereitungsvorgang erfolgen kann. Dazu dient in der Regel ein verfahrbar angeordneter Gegenkolben im Brühzylinder. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann auf zumindest einem der Kolben oder auf beiden Kolben ein in Verfahrrichtung gefedert gelagerter Teller als Mittel zum Auswerfen eines Tresterkuchens angeordnet sein. Die Härte der Federlagerung des Tellers ist derart gewählt, dass sich das Federelement unter dem Druck des Kolbens zwar komprimieren lässt, aber ausreichend stark ist, um einen Tresterkuchen bei nachlassendem Kolbendruck auszustoßen. Damit lässt sich ein vom Stiftering des betreffenden Kolbens umschlossener Innenraum von Kaffeetrester vollständig entleeren, indem er aus dem Stiftering herausgehoben wird und sich ggf. von einem Tresterabstreifer erfassen lässt.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch ein Brühverfahren zur Herstellung von Kaffeegetränken gelöst, insbesondere in einer Zubereitungseinrichtung nach einem der obigen Ausführungsformen, mit einer Zerkleinerungseinrichtung für Kaffeebohnen und mit einer Brüheinrichtung zum Auslaugen von Kaffee(substrat), mit den folgenden Verfahrensschritten:
- a) Fördern von ganzen, unzerkleinerten Kaffeebohnen in eine Brühkammer
- b) Zugabe von heißem Zubereitungswasser zu den Kaffeebohnen,
- c) Zerkleinern der Kaffeebohnen,
- d) Pressen eines Kaffeekuchens aus zerkleinerten Kaffeebohnen und Zubereitungswasser und Extrahieren von Kaffeegetränk.
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Erfindungsgemäß werden also bereits die unzerkleinerten Kaffeebohnen in eine Brühkammer transportiert und dort mit heißem Zubereitungswasser aufgebrüht, um die ersten Aromastoffe zu binden. Erst anschließend werden sie zerkleinert, um sie auszulaugen. Die Zugabe von Zubereitungswasser vor dem Zerkleinern der Kaffeebohnen erfasst auch diejenigen Aromen, die der ungemahlenen Kaffeebohne anhaften. Eine weitere Zugabe von Zubereitungswasser während der Zerkleinerung kann auch diejenigen Aromen gewinnen, die anderenfalls beispielsweise beim Mahlen durch den intensiven Kontakt mit Luftsauerstoff verloren gingen.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann während des Zerkleinerns der Kaffeebohnen im Schritt c) Zubereitungswasser zugeführt werden. Es kann kontinuierlich oder in Intervallen zugeführt werden, um einen Kaffeekuchen zu erzeugen. Das frische Zubereitungswasser bindet sofort die Aromen, sobald sie durch das Brechen der Bohnen freigesetzt werden. Da die Kaffeebohnen während der Zerkleinerung in der Brühkammer eingeschlossen sind, können die frei werdenden Aromen kaum entweichen, sondern bleiben für die Getränkezubereitung erhalten.
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Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1: eine Brüheinrichtung mit Schlagmessern,
- 2: eine Brüheinrichtung mit Stiftkränzen, und
- 3: ein Ablaufdiagramm des Verfahrens
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1 zeigt eine erste Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinrichtung 1 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht. Die Brüheinrichtung 1 weist einen im Prinzip herkömmlichen äußeren Aufbau einer bekannten Kniehebelbrüheinheit auf, die eine zylindrische Brühkammer 2 auf einem Y-förmigen Weg a verfährt. Die Brühkammer 2 ist in 1 im Bereich einer Verdichtungs- und Auslaugstellung dargestellt, wozu sie mit einer Öffnungsseite 14 voraus auf einen feststehenden Brühkolben 3 aufgeschoben wird. Erfindungsgemäß enthält die Brühkammer 2 einen T-Kolben 4 als Gegenkolben des Brühkolbens 3, der sich aus einem scheibenförmigen Kolbenteller 5 und aus einem axial durchbohrten Kolbenstiel 6 zusammensetzt. Er ist in die Richtungen b und auf eine Oberfläche 13 des Brühkolbens 3 hin verschiebbar. In der axialen Bohrung 7 des Kolbenstiels 6 ist ein wellenförmiger Schaft 8 in Richtung c drehbar und in den Richtungen d axial verschieblich gelagert, der endseitig mit einem vierflügeligen und kreuzförmigen Schlagmesser 9 drehfest gekoppelt ist. Das Schlagmesser 9 erstreckt sich in einer zum Kolbenteller 5 parallelen Erstreckungsebene. Es lässt sich über seinen Schaft 8 unabhängig von einer Bewegung des T-Kolbens 4 in Rotation versetzen und axial verschieben. Der Kolbenteller 5 verfügt über eine kreuzförmige Vertiefung 10, in die das kreuzförmige Schlagmesser 9 vollständig eintauchen kann. Die Gestaltung des Kolbentellers 5 und des kreuzförmigen Schlagmessers 9 ist in 1b in einer Draufsicht separat dargestellt. Jeder Flügel 11 des Schlagmessers 9 weist einseitig eine Schneide 12 auf. Sie liegt in Drehrichtung des Schlagmessers 9 betrachtet auf der Vorderseite jedes Flügels 11.
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Die erfindungsgemäße Brühkammer 2 wird in derjenigen Position, in der herkömmliche Brühkammern mit Kaffeepulver befüllt werden, mit einer Portion ganzer, gerösteter Kaffeebohnen beschickt. Anschließend wird sie verschlossen, indem sie auf den Brühkolben 3 hin verfahren wird, so dass er in die Brühkammer 2 eintaucht. Nun wird zunächst und insoweit in herkömmlicher Weise Brühwasser in die Brühkammer 2 geleitet. Anders als bei herkömmlichen Kniehebelbrüheinheiten trifft das Brühwasser allerdings auf noch unzerkleinerte Kaffeebohnen und benetzt sie vollständig. Dabei werden die ersten flüchtigen Aromen der Kaffeebohnen gebunden und das heiße Brühwasser von den Kaffeebohnen aufgesaugt. Dabei quellen und weichen sie leicht auf. Jetzt wird das Schlagmesser 9 in Rotation versetzt, so dass die Kaffeebohnen zerkleinert werden. Währenddessen wird sukzessive weiteres Brühwasser hinzugegeben, so dass mit fortschreitender Zerkleinerung weitere Aromen aus den bearbeiteten Kaffeebohnen sofort gebunden werden. Da der Zerkleinerungsvorgang ohnehin in der verschlossenen Brühkammer 2 stattfindet, in der die Kaffeebohnen ausgelaugt werden, können keine Aromen mehr verloren gehen, sobald die Kaffeebohnen in der Brühkammer 2 aufgenommen sind.
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Nach Abschluss des Zerkleinerungsvorgangs wird die Rotation des Schlagmessers 9 angehalten und das Schlagmesser 9 in den T-Kolben 4 eingefahren. Dabei tauchen die vier Flügel 11 in die kreuzförmige Vertiefung 10 im Kolbenteller 5 vollständig ein. Jetzt bietet der T-Kolben 4 eine weitgehend ebene Oberfläche, die der scheibenförmigen Oberfläche 13 des Brühkolbens 3 gegenüberliegt.
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Im Folgenden wird der Zubereitungsvorgang in an sich bekannter Weise fortgesetzt, indem der Kaffeetrester, der erfindungsgemäß allerdings bereits feucht ist, verpresst wird. Dazu fährt die Brühkammer 2 auf den Brühkolben 3 hin, so dass sich ihr Innenraum verkleinert. Nach Erreichen einer ausreichenden Verdichtung des Kaffeekuchens wird Zubereitungswasser unter Druck in die Brühkammer 2 eingeleitet und der Kaffeekuchen ausgelaugt.
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Nun wird die Brühkammer 2 wieder geöffnet, indem sie vom Brühkolben 3 abgezogen, also schräg abwärts verfahren wird. Sobald sie geöffnet ist, wird der ausgelaugte Kaffeetrester ausgestoßen, indem der T-Kolben 4 in eine Richtung auf den Brühkolben 3 hin in der Brühkammer 2 aufwärts verschoben wird, bis der Trester abgeschoben werden kann. Damit der Kolbenteller 5 mit dem darin versenkten Schlagmesser 9 weitgehend rückstandsfrei vom Kaffeetrester befreit wird, können nicht dargestellte Bürsten oder eine elastische Lippe über den Kolbenteller 5 streichen, um den Trester abzuschieben. Anschließend steht die Brühkammer 2 für einen weiteren Zubereitungsvorgang zur Verfügung.
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2a und 2b zeigen eine alternative Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinrichtung 1: auch sie arbeitet nach dem an sich bekannten Prinzip einer Kniehebelbrüheinheit und umfasst eine dementsprechend auf einem Y- förmigen Weg a verfahrbare zylindrische Brühkammer 2. Sie wirkt mit einem ebenfalls zylindrischen Brühkolben 20 zusammen, der einen becherförmigen Deckel 21 auf seiner der Brühkammer 2 zugewandten freien Seite trägt. Der Deckel 21 ist auf einem feststehenden zylindrischen Schaft 22 in den Richtungen e koaxial verschiebbar gelagert und stützt sich über Federn 23 auf dem Gehäuse 24 der Brühkammer 2 ab. Auf dem Schaft 22 ist stirnseitig ein ringförmiger Kranz bzw. Stiftering 28 aus Stiften 25 angeordnet, die den Deckel 21 an Öffnungen 26 durchragen. Innerhalb des Kranzes aus den Öffnungen 26 trägt der Deckel 21 Durchlässe 27 für Brühwasser.
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Die Brühkammer 2 umfasst einen T-Kolben 30, der sich aus einem axial durchbohrten Schaft 31 und einem becherförmigen Kolbenteller 32 zusammensetzt. Er ist in Richtung c drehbar und in den Richtungen d verschiebbar gelagert. Innerhalb des Kolbentellers 32 ist koaxial mit ihm eine Scheibe 33 angebracht, die sich auf dem Kolbenteller 32 über eine Schraubenfeder 34 abstützt. Die Scheibe 33 ist axial mit einem Stiel 35 verbunden, der sie in einer Bohrung 36 im Schaft 31 axial in den Richtungen d verschieblich führt.
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Der Kolbenteller 32 erhält seine Becherform durch Stifte 37, die kranzförmig und achsparallel von seinem Rand abstehen. In nicht erkennbare Zwischenräume zwischen den Stiften 37 greift die Scheibe 33 mit radial von ihrem Rand abstehenden, ebenfalls nicht erkennbaren Zähnen ein. Die Radien der einander gegenüberliegenden Stifteringe 38 bzw. 28 sind so aufeinander abgestimmt, dass der Stiftering 28 vollständig in den Stiftering 38 aus den Stiften 37 eintauchen kann (vgl. 2b).
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Auch die Brühkammer 2 gemäß 2a, 2b wird in der oben beschriebenen Weise mit unzerkleinerten Kaffeebohnen befüllt. Für den weiteren Zubereitungsvorgang wird die Brühkammer 2 in bekannter Weise auf den Brühkolben 20 hin verschoben, der mit seinem Deckel 21 in die Brühkammer 2 eintaucht und sie verschließt. Bereits jetzt wird Zubereitungswasser zugegeben, das die unzerkleinerten Kaffeebohnen in der Brühkammer 2 benetzt und aufweicht. Anschließend beginnt die Zerkleinerung der Kaffeebohnen, indem die Brühkammer 2 weiter auf den Brühkolben 20 hin verfahren wird. Die Kaffeebohnen drücken dabei den federgelagerten Deckel 21 auf den Schaft 22 hin. Dadurch schieben sich die Stifte 25 durch die Öffnungen 26 im Deckel 21 hervor und auf den T-Kolben 30 zu. Zugleich wird der T-Kolben 30 in eine Rotation versetzt, wodurch die ineinander eintauchenden Kränze bzw. Stifteringe 28, 38 aus den Stiften 25 einerseits und den Stiften 37 andererseits sich gegeneinander verdrehen. Die Kaffeebohnen werden durch den zunehmenden Druck in die Lücken zwischen den Stifte 25 bzw. zwischen den Stifte 37 gedrängt, wo sie zwischen den relativ zueinander rotierenden Kränzen bzw. Stifteringen 28, 38 durch Abscheren zerbrechen. Außerdem werden sie zwischen dem Brühkolben 20 und dem T-Kolben 30 zerquetscht, während jene aufeinander zubewegt werden. Ein Spalt 39 (s. 2b) zwischen dem engeren Stiftering 28 und dem weiteren Stiftering 38 sorgt für ein weiteres Quetschen und damit Zerkleinern der wasserbenetzten Kaffeebohnen.
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Nach Erreichen eines gewünschten Zerkleinerungs- und Komprimierungsgrads des Kaffeekuchens zwischen dem T-Kolben 30 und dem Brühkolben 20 wird Zubereitungswasser unter Druck durch die Durchlässe 27 in die Brühkammer 2 indiziert, um den Kaffeekuchen zu eluieren. Nach vollständigem Auslaugen wird die Brühkammer 2 geöffnet, indem sie vom Brühkolben 20 abgezogen wird. Nun wird der T-Kolben 30 in eine Richtung auf den Brühkolben 20 hin verschoben, um den Kaffeetrester auszustoßen. Um ihn aus dem becherförmigen Kolbenteller 32 vollständig zu entfernen, drückt die Feder 34 die Scheibe 33 vom Boden des Kolbentellers 32 ab, so dass der Kaffeetrester in herkömmlicher Weise abgestreift werden kann. Die radial von der Scheibe 33 abstehenden Zähne schieben den Trester auch zwischen den Stiften 37 heraus. Damit ist die entleerte Brühkammer für einen weiteren Zubereitungsvorgang bereit.
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3 zeigt schematisch einen Verfahrensablauf zur Durchführung des erfindungsgemäßen Zubereitungsverfahrens: in einem Schritt a) werden zunächst geröstete, unzerkleinerte Kaffeebohnen unmittelbar in eine Brühkammer gegeben. Anders als im Stand der Technik gelangen die Kaffeebohnen also unvermahlen in die Brühkammer und werden nicht erst einem Mahlvorgang in einer separaten Mahleinrichtung unterzogen. Anschließend wird die Brühkammer verschlossen, so dass bereits jetzt keine Aromastoffe mehr dem Brühvorgang entzogen werden können.
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Nach Verschließen der Brühkammer werden in einem Schritt b) die Kaffeebohnen durch Zugabe von Brühwasser benetzt. Dabei werden leichtflüchtige Aromen, die den gerösteten Kaffeebohnen ihren charakteristischen Duft verleihen, im Zubereitungswasser gebunden und für das zukünftige Kaffeegetränk gewonnen. Die Bohnen nehmen das heiße Zubereitungswasser auf. Dadurch quellen sie leicht und werden weich.
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Dies erleichtert den anschließenden Schritt c), in dem die Kaffeebohnen zerkleinert werden. Da sie durch die Zugabe von Brühwasser bereits weicher geworden sind, ist dafür weniger Energie erforderlich als für das Mahlen harter, trockener Kaffeebohnen. Während des Zerkleinerns in Schritt c) wird weiteres Brühwasser zugegeben, um die bei dem Zerkleinerungsvorgang frei werdenden Aromen ebenfalls zu binden. Dafür ist nicht unbedingt eine kontinuierliche oder sofortige Zugabe von Brühwasser erforderlich, weil die Aromen aus der geschlossenen Brühkammer ohnehin nicht entweichen können. Die Wasserzugabe kann auch pulsierend geschehen.
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Nach Erreichen eines geeigneten Zerkleinerungsgrades der Kaffeebohnen und der Herstellung eines durchfeuchteten Kaffeekuchens wird jener im Schritt d) verdichtet, um anschließend unter Zugabe von druckbeaufschlagtem Brühwasser in weitgehend herkömmlicher Weise extrahiert zu werden. Da der Kaffeekuchen bereits einen Anteil an Brühwasser enthält, ist dafür nur noch weniger druckbeaufschlagtes Brühwasser erforderlich.
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Erfindungsgemäß erfolgen also das Zerkleinern und ein guter Teil des Bindens von Kaffeearoma gleichzeitig, was den gesamten Kaffeezubereitungsvorgang zeitlich verkürzt. Da außerdem bereits frühzeitig Kaffeearomen gebunden werden und insbesondere beim Mahlen nicht verloren gehen, erhält das daraus gewonnene Kaffeegetränk nicht nur eine charakteristische sämige Geschmacksrichtung, sondern erfordert bei in etwa gleicher Kaffeestärke weniger Kaffeebohnen.
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Da es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Brüheinrichtungen um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Kolben, die Abstände der Stifte, die Anzahl und Anordnung der Stifteringe oder der Flügel des Schlagmessers in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen. Ebenso kann der Verfahrweg der Brühkammer in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies zum Beispiel aus Platzgründen notwendig ist. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrmals oder mehrfach vorhanden sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brüheinrichtung
- 2
- Brühkammer
- 3
- Brühkolben
- 4
- T-Kolben
- 5
- Kolbenteller
- 6
- Kolbenstiel
- 7
- Bohrung
- 8
- Schaft
- 9
- Schlagmesser
- 10
- Vertiefung
- 11
- Flügel
- 12
- Schneide
- 13
- Oberfläche
- 14
- Öffnungsseite
- 20
- Brühkolben
- 21
- Deckel
- 22
- Schaft
- 23
- Feder
- 24
- Gehäuse
- 25
- Stift
- 26
- Öffnung
- 27
- Durchlass
- 28
- Stiftering
- 30
- T-Kolben
- 31
- Schaft
- 32
- Kolbenteller
- 33
- Scheibe
- 34
- Feder
- 35
- Stiel
- 36
- Bohrung
- 37
- Stift
- 38
- Stiftering
- 39
- Spalt
- A bis E
- Verfahrensschritte
- a
- Y-förmiger Weg des Brühzylinders 2
- b
- Verschieberichtungen des T- Kolbens 4 bzw. 30
- c
- Rotationsrichtung des T- Kolbens 4 bzw. 30
- d
- Verschieberichtungen des Schlagmessers 9 bzw. der Scheibe 33
- e
- Verschieberichtungen des Deckels 21
