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Manfred Burger 8 Münschen 90 Gründwalder Str. 51 Ludwig Mohr 2 Hamburg
39 Blumenstraße 13 Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Kaffeegetränk Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kaffeegetränk. bei dem Wasser
durch eine Schicht von Kaffeebohnengehlgut hindurchgeleitet und die löslichen Anteile
des Mahlgutes dabei von dem Wasser herausgelöst werden.
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Dieses bekannte Verfahren ist unter der Bezeichnung Filter-Kaffee-Herstellungsweit
verbreitet.
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Das bekannte Verfahren führt zwar zu einem geschmacklich hochwertigen
Kaffeegetränkt, leidet aber - dies gilt für kommerzielle Anlagen genauso wie für
Anlagen in Haushaltsformat - unter dem Nachteil, daß die löslichen, wertvollen Stoffe
des Kaffees nicht vollständig aus dem Mahlgut herausgelöst werden. Es ist auf verschiedenste
Weise versucht worden, diesen Nachteil zu beseitigen,
ohne daß bisher
ein durchschlagender Erfolg erreicht worden ist.
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Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Ausbeute, d. h.
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der Grad der Herauslösung der wertvollen, löslichen Stoffe aus dem
Mahlgut, wesentlich dadurch verbessert werden kann, daß eine an das Mahlgut- angrenzende
Wassersäule in Schwingungen-mit einer Frequenz von 2 - 1010, vorzugsweise 20 -20.000,
Hertz versetzt wird Eine solche Schwingungseinwirkung auf die Wassersäule wird demnach
erfindungsgemäß vorgeschlagen.
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Es hat sich gezeigt, daß mit jeder der Frequenzen des angegebenen
Frequenzbereiches ein Vorteil gegenttber dem herkömmlichen Verfahren zu erzielen
ist. Im übrigen ist es dem Durchschnitsfachmann ein Leichtes, durch einfache Vorversuche
den optimalen frequenzwert zu bestimmen, der von verschiedenen anderen Faktoren
abhängig ist z. B. von der Feinheit des Mahlgutes. Die Festellung, daß durch Schwingungseinwirkungen
auf die Wassersäule die Ausbeute verbessert werden kann, ist insofern überraschend,
als befürchtet werden mußte, daß durch die Schwingungen eine Kanalbildung in dem
Mahlgut hervorgerufen würde, die den Durchfluß des Wassers durch das Mahlgut in
einer Weise begünstigen könnte, daß die Herauslösung der wertvollen, löslichen Stoffe
verschlechtert wird. Es hat sich indes gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Behandlung
sowohl die Ausbeute verbessert wird als auch der Durchfuß des Wassers durch das
Mahlgut erheblich, nämlich durch ein Vielfaches, beschleunigt wird. Dieser letztere
Vorteil ist besonders in kommerziellen Anlagen von größter Bedeutung.
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Schließlich hat sich auch gezeigt, daß durch die Anwendung des Erfindungsvorsclllags
die Herauslösung von unerwünschten
Bitterstoffen aus dem Mahlgut
nicht verstärkt wird, ganz im Gegensatz zu dem Verfahren, bei dem durch Druckausübung
auf die Wassersäule und/oder d.as Mahlgut d.er Durchfluß des Wassers durch das Mahlgut
beschleunigt werden sollte.
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Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
umfaßt in bekannter Weise einen Behälter, in diesem Behälter einen Filter für Kaffeebohnenmahlgutm,
welcher für das Kaffeegetränk durchlässig, für das IIahlgut jedoch undurchlässig
ist; und einen Wasserzufluß zu dem Behälter zwecks Bildung einer Wassersäule über
dem Mahlgut, und ist erfindungsgemäß dahin ausgestaltet, daß an den Behälter, den
Filter und/oder a.n die Wassersäule ein Schwingungserzeuger angekoppelt ist, dessen
Arbeitsfrequenz in einem Bereich von zwischen 2 -1010, vorzugsweise 20 - 20.000,
Hertz liegt.
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Wenn der Filter den Boden des Behälters bildet, bietet sich als einfachste
Anordnung d.es Schwingungserzeugers ein Anbau desselben an der Außenfläche d.er
Behälterwandung an.
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Ist der Filter hingegen Teil eines in den Behälter hineinragenden
Saugkopfes, so kann man den Schwingungserzeuger an eine zu dem Saugkopf führende
Absaugleitung ankoppeln.
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Als Schwingungs erzeuger kommen insbesondere elektrisch erregte Quarzschwinger
sowie elektromagnetis che Schwingankersysteme und rein mechanische Schwingungserzeuger,
z. B. solche mit umlaufenden Unwuchten in Frage.
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Wegen Einzelheiten in der Ausbildung und Ankoppelung der Schwingungserzeuger
wird beispielsweise auf das Werk von J. Matauschek "Einführung in die Ultraschalltechnik",
VEB Vorlag Tehnik Berlin, zweite Auflage 1961, verwiesen.
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Die beiligenden Figuren erläutern die Erfindung. Es stellen dar: Fig.
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 eine zweite
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung.
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In der Zeichnung ist mit 10 ein Behälter bezeichnet.
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Dieser Behalter 10 ist durch einen siebartien Träger 12 in eine Eingabekammer
14 und eine Absaugkammer 16 unterteilt. Über der Eigabekammer 14 ist eine Kaffeemühle
18 angeordnet, der ein Vorratsbehälter 2ß0 für Kaffeebohnen vorgeschaltet ist. Innerhalb
der Eingabekammer 14 ist ein Spritzdüsenkranz 22 angeordnet, der von einem Durchlauferhitzer
24 mit Heißwasser versorgt wird. Im Zulauf 26 zu dem Durchlauferhitzer 24 ist ein
Absperrventil 28 angeordnet.
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An die Absaugkammer 16 schließt eine Kaffeeablaufleitung 30 wn, in
Qer eine Zahnradpumpe 32 liegt. Die Abgabeleitung 34 der Zahnradpumpe 32 endet über
einer Kaffeetaste 36. Der siebartige Träger 12 weist einen Durchbruch 38 auf, an
den eine Ausspülleitung 40 angeschlossen ist. Die Ausspülleitung 40 enthält ein
Absperrventil 42. Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Aus dem Behälter 20 fällt
Bohnenkaffee in die Mühle 18 und wird dort gemahlen. Der gemahlene Kaffee fÜllt
in den Eingabebehälter 14 und. sammelt sich dort auf der siebartigen Träger 12.
Sobald der siebartiGe Träger 12 mit gemahlenem Kaffee mindestens teilweise bedeckt
ist, beginnt der Zufluß von Heißwasser durch d.en Spritzdüsen kranz 22, wobei der
gemahlene Kaffee durch das zulaufende
Wasser intensiv aufgewirbelt
und angelöst wird. Sodann wird die Pumpe 32 eingeschaltet, und zwar auf Saugbetrieb
so daß sie in der Absaugkammer 16 ein Vakuum erzeugt.
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das Vakuum begünstigt den Durchfluß der Kafee-in-Wasser Lösung durch
den siebartigen Träger 12. Die Lösung wird durch die Pumpe 32 in die Tasse 36 gefördert.
Sobald der gemahlene Kaffee hinreichend ausgelaugt ist wird er durch die Spülleitung
40 ausgetragen: hierzu wird das Absperrventil 42 geöffnet, die Pumpe 32 auf Druckerzeugungsbetrieb
geschaltet und durch den Spritzdüsenkranz 22 Spülwasser zugeführt. Durch die Pumpe
wird in d.er Absaugkammer 16 Druck erzeugt, der zu einer Auflockerung des auf dem
siebartigen Träger 12 ruhenden Kaffeesatzes führt. Der Kaffeesatz kann dann vermittels
des Spülwassers durch die Spülleitung 40 ausgetragen werden.
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In der Leitung 26 liegt ein Wärmeaustauscher 46, der in der Nähe des
Vorratsbehälters 20 angeordnet ist. Ein. Gebläse 48 treibt Luft d.urch den Wärmeaustauscher
46, welche die Umgebung des Vorratsbehälters 20 kühlt. Eine Isolierwand 50 trennt
den die Kaffeemühle 18 und den Vorratsbehälter 20 sowie den Wärmeaustauscher 46
aufnehmenden Raum R 1 von dem den Behalter 10 aufnehmenden Raum R 2.
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An dem Behälter 10 ist in dem Raum R 2 eine Beheizungseinrichtung
52 vorgesehen, welche den Behälter 10 und die an ihm anschließenden Beitungsteile
30, 94 einschließlich der Pumpe 32 warm hält, wenn die Kaffeemaschine stillsteht,
Die Pumpe 32 dient erfindungsgemäß nicht nur dazu, um in der Kammer 16 ein Vakuum
zu erzeugen und um den Kaffeerückstand auf dem Träger 12 aufzulockern, sondern auch
dazu, um gleichzeitig mit der Zugabe des yIeißwassers den gemahlenen Kaffee aufzuwirbeln.
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An dem Gehäuse ist ein Schwingungserzeuger )V3 angebaut, der von
einer Stromquelle 54 her versorgt wird. Durch den Schwingungserzeuger wird der Behälter
und über ihm die Wassersäule 55 in Schwingungen vesetzt. Es ist auch denkbar, unter
Vermeidung der Ankoppelung an den Behälter die Wassersäule in Shwingungen zu versetzen,
etwa dadurch, daß man einen Tauschstab des Schwingungserzeugers 53 isoliert, durch
die Behälterwand hindurchführt und in die Wassersäule eintauchen läßt, Es versteht
sich, daX das soweit beschriebene Ausführungsbeispiel nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
ist, daß aber das erfindungsgemäß angewandte Prinzip an jeder anderen Filter-Kaffee-Einrichtung
zur Anwendung gebracht werden kann.
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In der Fig. 2 erkennt man einen Behälter 56, dessen Boden 58 eine
Klappe 60 aufweist. Die Klappe 60 ist durch eine magnetische Betätigungseinrichtung
62 über ein Gestänge 64 betätigbar. Über dem Behälter 56 ist eine Kaffeemühle 66
angeordnet. Ein Spritzdüsenkranz 68 dient der Zufuhr von Wasser zu dem Behälter.
In den Behälter ist von oben ein Saugkopf 70 eingeführt, der an seiner Unterseite
durch ein Sieb 72 abgeschlossen ist. An den Saugkopf 70 ist eine Saugleitung 74
angeführt, d.ie über eine Pumpe 76 zu einem Auffangbehälter für das Kaffeegetränkt
führt. An die Saugleitung 74 ist ein Schwingungserzeuger 78 angekoppelt.
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Die Betriebsweise dieser Vorrichtung. ist wie folgt: Nachdem in den
Behälter 56 gemahlener Bohnenekaffee eingefüllt ist, wird durch den Spritzdüsenkranz
68 Heißwasser in den Behälter 56 eingeführt. Das Heißwasser bildet eine Wassersäule
über dem auf den, Boden 58 des Behälters 56 lagernden Kaffeebohnenmahlgut. Der Filter
72 liegt dabei an dem Kaffeebohnenmahlgut an, so d.aß er nur solches
Wasser
ansaugen kann, welches durch das Kaffeebohnenmahlgut hindurchgeseogen worden ist.
Mittels des Schwingungserzeugers werden Schwingungen erzeugt, die sich über da.s
Saugrohr 74 und den Saugkopf 70 auf die Wassersäule übertragen.
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Wenn die vorgegebene Wassermenge durch das Mahlgut hindurchgegangen
ist, wird der zurückgebliebene Kaffeesatz dadurch ausgespült, daß die Bodenklappe
60 geöfnet und durch die Düsen des Spritzdüsenkranzes 68 Spülwasser zu leitet wird.