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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Geräte zum Brühen von Getränken, wie
Kaffee oder Tee, einschließlich
geschäumten
Getränken, wie
etwa Cappuccino.
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Es
ist bekannt, einzelne Portionen von Getränken, wie etwa einen Kaffee
oder Tee, aus vorgepackten einzelnen Sachets oder Kapseln zu brühen, die
eine einzelne Portion des Getränkebrühinhaltsstoffes,
wie etwa gemahlenen Kaffee oder Blatttee, enthalten. Es ist jedoch
schwierig, ein Verpackungs- und Brühsystem zu entwickeln, das
angepaßt
werden kann, um einen vollen Bereich an frisch gebrühten Getränken in
Einzelportionen in Topqualität
zu produzieren, zum Beispiel aus Verkaufsautomaten.
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Filterkaffee
und Blatttee werden im allgemeinen bei nahezu atmosphärischem
Druck gebrüht,
haben aber unterschiedliche optimale Brühtemperaturen und -zeiten.
Espressokaffee wird gebrüht,
indem heißes
Wasser durch ein verdichtetes Bett aus Kaffee bei einem Druck aus
5 bis 15 bar und einer Temperatur von 90°C gedrückt wird. Es ist bisher nicht möglich gewesen,
Einzelportionen von allen diesen Getränken in einem einzigen Gerät zu brühen.
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GB-A-2121762,
EP-A-0179641 und WO 99/05036 beschreiben ein Getränkebrühsystem,
gemäß dem Einzelportionen
von Getränkebrühinhaltsstoffen
in Sachets aus flexiblem Film enthalten sind, mit einer Injektionstülle am oberen
Ende und einem Verschluß am
Boden. Ein Filterpapier wird auch im unteren Teil des Sachets bereitgestellt.
Im Gebrauch wird heißes
Wasser durch die Tülle
in das Sachet injiziert. Das Getränk wird innerhalb des Sachets
gebrüht
und der Verschluß am
Boden des Sachets wird entweder vor oder während des Brühens geöffnet, um
zu ermöglichen,
daß das
Getränk
durch den Boden des Sachets ausfließt. Dieses Gerät liefert
in Einzelportionen frisch gebrühten
Filterkaffee und Blatttee sehr guter Qualität. Die Sachets aus dünnem Film können jedoch
hohen Brühdrücken innerhalb
des Sachets nicht widerstehen und daher sind solche Sachets bisher
nicht zum Brühen
von Espressokaffee verwendet worden.
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Überdies
müssen
die Sachets aus einem Material mit relativ dicker Folienstärke hergestellt werden,
z. B. Laminaten, die aus einer Schicht aus Metallfolie gebildet
werden, sandwichartig angeordnet zwischen zwei thermoplastischen
Filmen. Dies ist erforderlich, um während der Lagerung eine Sauerstoff-
und Feuchtigkeitsbarriere bereitzustellen sowie um die Sachets mit
ausreichender Festigkeit zu versehen, um den Brühbedingungen zu widerstehen. Solche
Sachets sind dann schwierig zu recyceln und tragen zu Deponiemüll bei.
Eine weitere Schwierigkeit ist, daß die Öffnung im Boden des Sachets
nicht immer das Getränk
genau in die Tasse lenkt.
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Es
ist auch bekannt, Einzelportionen von Espressokaffee aus einzelnen
Kapseln mit gemahlenem Kaffee zu brühen. Die Kapseln enthalten
typischerweise eine Portion gemahlenen Kaffee, fest verdichtet in
einer Kapsel mit einer kegelstumpfförmigen oder abgeplattet kugelförmigen Form
und hergestellt aus luft- und feuchtigkeitsundurchlässigem Material.
Die Kapsel wird in eine starre Metall-Brühkammer eingeschoben, die normalerweise
so ausgebildet ist, daß sie
eng um die Kapsel herum anliegt. Die Brühkammer hat ein Filterelement
in ihrem Boden, Mittel, um die Unterseite der Kapsel zu durchstoßen, und
Mittel, um heißes
Wasser bei einem Druck von 500 bis 1.500 kPa (5 bis 15 bar) in das
Innere der Kapsel zu injizieren, um Espressokaffee zu brühen. Espressokaffee-Brühkapseln
und -systeme dieses Typs sind zum Beispiel beschrieben in WO 93/17932 und
WO 94/02059.
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Ein
Nachteil der existierenden Espresso-Brühkapseln ist, daß sie angepaßt sind
zur Verwendung mit herkömmlichen
Espressomaschinen, die einen starren Brühhohlraum besitzen, der dimensioniert
ist, um ein Bett aus Kaffee mit spezifischen Abmessungen aufzunehmen
und solch ein Bett aus Kaffee mit dem notwendigen Druck zu beaufschlagen.
Dies bedeutet, daß die
bestehenden Espresso-Kapselsysteme nicht sehr flexibel sind, entweder zum
Variieren der Kaffeemenge in der Kapsel oder zum Variieren des Verdichtungsgrades
des Kaffeebettes während
des Brühens.
Ein weiterer Nachteil der existierenden Espressosysteme ist Kreuzkontamination
zwischen den aufeinanderfolgenden Brühvorgängen, da das Getränk, das
aus der Kapsel austritt, durch den Bodenteil der Brühkammer
hindurchgeht, und diesen damit kontaminiert.
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EP-A-0521186
beschreibt eine Kapsel, die einen verdichteten Getränkebrühinhaltsstoff,
wie etwa gemahlenen Kaffee, enthält,
zur Verwendung in Espressomaschinen. Die Kapsel ist verformbar,
um die Form des Hohlraumes, von welcher Espressomaschine auch immer
anzunehmen, in der sie verwendet wird. Dies beseitigt die Notwendigkeit
für einen speziellen
Adapter, um existierende Espressomaschinen an die genaue Form und
Konfiguration der Kapsel anzupassen. Unglücklicherweise bedeutet es auch,
daß der
Kaffee in der Kapsel unzureichend verdichtet sein könnte für optimales
Brühen
von Espressokaffee. Das Problem der Kreuzkontamination durch aufeinanderfolgende
Brühvorgänge besteht auch
für diese
Konfiguration.
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EP-A-0821906
beschreibt Verfahren zum Getränkebrühen, bei
denen eine Vakuumpackung, die einen Getränkebrühinhaltsstoff enthält, in eine Klammer
eingesetzt wird, heißes
Wasser in die Vakuumpackung durch eine Hohlnadel injiziert wird
und man das gebrühte
Getränk
durch eine Verschlußnaht in
der Vakuumpackung austreten läßt. Die
Packung schließt
eine bewegbare Platte gegenüber
der Verschlußnaht
der Vakuumpackung ein, die verwendet wird, um die Vakuumpackung
in der Klammer vor dem Brühen
zusammenzudrücken.
Die Platten, die den Brühhohlraum
ausmachen, sind starre, flache Platten. Diese Platten können keinen
hohen Druck aufbringen, um die Vakuumpackung ohne das Risiko des
Aufsprengens der Packung zusammenzudrücken.
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Es
ist bekannt, eßbare
Schäume
aus frischer Milch herzustellen, zum Beispiel in Milchshakes. Es ist
auch bekannt, Kaffee und andere Heißgetränke mit einer Schicht aus heißem Milchschaum über dem flüssigen Getränk zu servieren.
Der heiße
Milchschaum wird traditionell hergestellt durch Injizieren von Dampf
unter Druck durch einen hohlen Dampfstab in kalte frische Milch,
um die Milch zu erhitzen und aufzuschäumen. Der Milchschaum wird
dann auf flüssigen
Kaffee gegossen, um das Getränk
zu bilden, zum Beispiel Cappuccino oder Latte.
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Das
Milchschäumen
wird normalerweise getrennt vom Kaffeebrühen durchgeführt, weil
die essentiellen Öle,
die in Kaffee vorhanden sind, schädliche Wirkung auf das Schäumen haben.
Das traditionelle Verfahren zum Bilden von heißem Milchschaum für Cappuccino
oder Latte bietet sich nicht zur Verwendung in Getränkeverkaufsautomaten
an. Dies teilweise deswegen, weil frische oder flüssige Milch schwierig
in solchen Automaten zu handhaben ist. Überdies sind die meisten Verkaufsautomaten
nicht so ausgestattet, daß sie
Dampf unter Druck liefern können.
Zusätzlich
würde die
Verwendung eines Dampfrohres, das in die flüssige Milch eingetaucht wird,
Kreuzkontaminations- und Hygieneprobleme darstellen.
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Es
ist bekannt, einen pulverisierten Getränkeweißer bereitzustellen, der eingekapseltes
Stickstoffgas enthält,
das einen Schaum erzeugt, wenn er in Kaffee dispergiert wird. Der
Schaum hat jedoch nicht dasselbe Volumen und dieselbe Steifheit
(Löffelbarkeit)
wie ein herkömmlicher
Cappuccinoschaum.
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Es
ist auch bekannt, einen Schaum in einem Verkaufsautomaten herzustellen,
indem eine pulverisierte Milch in eine Tasse gegeben wird, gefolgt
vom Ausstoßen
von heißem
Wasser in die Tasse, um die pulverisierte Milch zu lösen und
die Milch durch die Wirkung der hohen Scherung zwischen dem Wasserstrahl
und der Milch aufzuschäumen.
Dies leidet an der verminderten Verbraucherakzeptanz und der Verschmutzung,
die mit dem Abgeben einer pulverisierten Milch in die Tasse verbunden
sind. Überdies könnte sich
das Milchpulver nicht vollständig
lösen. Um
vollständigere
Lösung
des Pulvers zu erreichen, ist es notwendig, den Strahl relativ zur
Tasse mittels eines X-Y-Tisches oder einer ähnlichen Ausrüstung zu
bewegen, wodurch die Kosten des Gerätes erhöht werden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gerät zum Brühen von
Getränken
aus Sachets mit Getränkebrühinhaltsstoffen bereitzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe, solch ein Gerät bereitzustellen, das angepaßt ist,
um Getränke
aus Sachets mit Getränkebrühinhaltsstoffen
zu brühen, wobei
die Verpackungen variierende Abmessungen haben können und/oder variierende Mengen
des Getränkebrühinhaltsstoffes
enthalten können.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getränkebrühgerät bereitzustellen, das
ermöglicht,
daß das
Getränkebrühen mit
neuartigen Kombinationen von Brühtemperaturen,
Drücken und
Brühgeschwindigkeiten
durchgeführt
werden kann, woraus neue und verbesserte Getränke resultieren.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getränkebrühgerät bereitzustellen, das
anpaßbar
ist, um Getränkebrühen bei
sowohl hohem Druck als auch niedrigem Druck durchzuführen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getränkebrühgerät bereitzustellen, das
wenig oder keine Kreuzkontamination zwischen aufeinanderfolgenden
gebrühten
Getränkeportionen erzeugt.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getränkebrühgerät bereitzustellen, das
Getränkebrühen mit
weniger Risiko von Verschmutzung und weniger festem Abfall als das
Gerät und
Verfahren von GB-A-2121762 ermöglicht.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zum
Brühen
von Getränken
unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Gerätes bereitzustellen, einschließlich verbesserter
Verfahren zum Brühen
schaumiger Getränke.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Systeme bereitzustellen,
die einen Getränkebrüher und
Getränkebrühsachets
umfassen, die speziell angepaßt
sind zur Verwendung im Gerät und
Verfahren der Erfindung.
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Die
Intention ist, Portionen von frisch gebrühten Qualitätsgetränken, insbesondere aus Verkaufsautomaten
und ähnlicher
Ausrüstung
bereitzustellen.
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In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Gerät zum Brühen eines
Getränkes durch
Hindurchleiten eines wäßrigen Fluids
durch ein Sachet, das einen Getränkebrühinhaltsstoff
enthält, bereit,
wobei besagtes Gerät
umfaßt:
einen oder mehrere Injektoren, um das wäßrige Fluid während besagten
Brühens
in das Sachet zu injizieren; und eine Klammer für das Sachet, wobei besagte
Klammer ein oder mehrere Teile umfaßt, die bewegbar sind, um die
Klammer zu öffnen
und zu schließen, wobei
besagte Teile Innenflächen
aufweisen, die in einer geschlossenen Position der Klammer einen Hohlraum
definieren, der so angepaßt
ist, daß er
das Sachet während
besagten Brühens
im wesentlichen umschließt
und hält,
und weiter so angepaßt
ist, daß er
einen Getränkeaustrittsweg
in einem unteren Teil des Hohlraums definiert, und wobei die Innenfläche wenigstens
eines Klammerteils wenigstens einen verformbaren Bereich umfaßt, der
auf einem Halter angebracht ist, der bewegbar ist, während die
Klammer in besagter geschlossenen Position ist, wodurch die Form
besagten Hohlraums und besagten Austrittsweges verändert werden
kann, während
die Klammer in besagter geschlossenen Position ist, um eine gewünschte Brühkonfiguration
des Sachets bereitzustellen.
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Das
Gerät gemäß der vorliegenden
Erfindung ist vorzugsweise zum Brühen von Einzelportionen, z.
B. Tassen, des Getränkes
angepaßt.
Das Gerät
kann zum Beispiel einen Teil eines Getränkeverkaufsautomaten bilden.
Das Getränk
kann zum Beispiel Kaffee, Tee, heiße Schokolade oder Suppe sein.
Vorzugsweise ist das Getränk
Kaffee oder Tee und bevorzugter ist der Getränkebrühinhaltsstoff gemahlener Kaffee
oder Blatttee.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Gerät
eine Heizeinrichtung, um ein wäßriges Brühmedium,
wie etwa heißes
Wasser oder Dampf, vorzugsweise heißes Wasser bei einer Temperatur
von vorzugsweise etwa 80 bis etwa 100°C zuzuführen. Vorzugsweise umfaßt das Gerät eine Pumpe
für das
wäßrige Medium
und bevorzugter kann die Pumpe das wäßrige Medium bei einem Druck
von 0,1 bis 20 bar Überdruck,
vorzugsweise 1 bis 15 bar Überdruck
und einer Geschwindigkeit von etwa 50 bis etwa 2.000 ml/min, bevorzugter
etwa 60 bis etwa 1.000 ml/min heißes Wasser zuführen.
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Details
von Sachets, die zur Verwendung im Gerät geeignet sind, sind unten
angegeben. Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung,
daß sie
ermöglicht,
daß ein
einziges Gerät
einen Bereich von Getränken
aus einem einzigen Sachet brühen kann.
Es ist ein weiterer Vorteil, daß das
Gerät einen Bereich
von Sachetgrößen aufnehmen
kann.
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Es
ist ein Merkmal dieses Aspektes der Erfindung, daß wenigstens
ein Klammerteil wenigstens einen verformbaren Bereich umfaßt. Mit
anderen Worten ist wenigstens ein Bereich eines Teils, das die Innenfläche des
Brühhohlraumes
ausmacht, nicht vollständig
starr. Wenigstens eine der Innenflächen, die den Klammerhohlraum
ausmachen, umfaßt
einen deformierbaren Bereich, der ermöglicht, daß die Form dieser Oberfläche, und
damit des Hohlraumes oder des Austrittsweges, unter unabhängiger Kontrolle
variieren kann, nachdem die Klammer geschlossen worden ist, um sich
an eine gewünschte Brühkonfiguration
des Sachets anzupassen. Diese Veränderung der Form einer der
Hohlraumflächen
ist üblicherweise
eine Veränderung
der Krümmung
der Oberfläche.
Der verformbare Bereich kann zum Beispiel elastisch und/oder flexibel
sein. Der verformbare Bereich ist auf einem Halter angebracht, der
unabhängig
bewegbar ist, während
die Klammer in besagter geschlossenen Position ist. Das heißt, der
Halter für
den verformbaren Bereich ist unabhängig vom anderen Klammerteil
bewegbar, um die Form des Hohlraums zu variieren. Dies ermöglicht es,
die Form und das Volumen des Hohlraums durch Variieren einer äußeren Kraft,
die auf den Halter angewendet wird, zum Beispiel einer mechanischen
oder hydraulischen Kraft, zu steuern.
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Im
Gebrauch ist das Sachet normalerweise im wesentlichen vollständig von,
und in Kontakt mit, den inneren Oberflächen des Klammerhohlraums umschlossen.
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Vorzugsweise
ist der verformbare Bereich angepaßt, um während des Brühens direkt
gegen einen Bereich der Oberfläche
des Sachets zu stoßen und
diesen zusammenzudrücken.
Dies steht im Gegensatz zu jeder vorherigen Getränkebrühausrüstung, bei der der Getränkebrühhohlraum
aus starren und üblicherweise
feststehenden Platten besteht. Die Vorteile, einen verformbaren
Bereich zu haben, schließen
die Fähigkeit
ein, den Hohlraum an Sachets unterschiedlicher Größe anzupassen,
zum Beispiel zum Brühen
unterschiedlicher Getränkestärken derselben
Menge an Brühflüssigkeit.
Der verformbare Bereich ermöglicht
auch, daß Druck
auf das Sachet ausgeübt
werden kann, z. B. um ein Bett aus dem Getränkebrühinhaltsstoff im Sachet während des
Brühens
zu verdichten. Dies ist natürlich
insbesondere nützlich
zum Brühen
von Espressokaffee. In ähnlicher
Weise ermöglicht
die Fähigkeit,
den Brühhohlraum
im Austrittsbereich zu verformen, daß die Größe der Austrittsöffnung gesteuert
werden kann, und ermöglicht
dadurch, daß der
hydrostatische Druck im Brühhohlraum
während
des Brühens
gesteuert werden kann, im Zusammenhang mit einer Kontrolle über die
Austrittsgeschwindigkeit des Getränkes aus dem Hohlraum. Geeignete
Kontrolle über
die Form des Austrittsbereiches ermöglicht auch, daß das Getränk genau
in den Behälter
gelenkt werden kann.
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Die
Kontrolle über
die Form des Brühhohlraums,
die durch den verformbaren Bereich bereitgestellt wird, kann statisch
oder dynamisch sein. Das heißt,
der verformbare Bereich kann verwendet werden, um die Form des Hohlraums
voreinzustellen, nachdem das Sachet eingeklemmt worden ist, aber vor
dem Brühen,
und diese Form während
des Brühschrittes beizubehalten.
Alternativ kann die Form des Brühhohlraums
in dynamischer Art und Weise während
des Getränkebrühens variieren,
wie unten detaillierter beschrieben.
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Ein
besonderer Vorteil des verformbaren Getränkebrühhohlraumes ist, daß er ermöglicht,
daß der Hohlraum
sich an das Getränkebrühsachet,
das im Hohlraum eingeschlossen ist, anpaßt und dieses abstützt, wodurch
ermöglicht
wird, daß sich
hohe hydrostatische Drücke
innerhalb des Sachets entwickeln können, ohne daß das Sachet
aufplatzt. Tatsächlich ist
es ins Auge gefaßt,
daß das
Sachet mit sehr dünnen
Wänden
ausgebildet werden könnte,
wodurch die Menge an Kunststoffabfallmaterial, das nach dem Brühen zurückbleibt,
verringert würde.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Klammer ein oder mehrere starre Basisteile, bevorzugter zwei
derartige starre Basisteile, die zusammen in Fläche-zu-Fläche- oder Greifer-Weise bewegbar
sind, um das Sachet zu greifen.
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Der
verformbare Bereich der Klammerinnenfläche kann ein Material sein,
das anpassungsfähig, aber
im wesentlichen nicht-zusammendrückbar
ist, vorzugsweise ein elastisches Material, wie etwa eine Elastomerschicht.
Typischerweise ist die Elastomerschicht von 5 bis 25 mm dick und
hat eine Shore-Härte
von 10 bis 60 Shore, vorzugsweise von 20 bis 50 Shore. Vorzugsweise
ist die Elastomerschicht durch eine starre Rückwand und starre Umfangskanten
begrenzt, die sich von der starren Rückwand um die Schicht herum
nach oben erstrecken, wodurch die Schicht einen Druck von 5 bis
15 bar auf der Außenfläche des
Sachets ohne übermäßige Verformung halten
kann. Vorzugsweise sollte der elastische Bereich sich über den
gesamten Teil der Innenfläche
der Klammer erstrecken, der mit irgendeinem Abschnitt des Sachets
aus dünnem
Film in Kontakt kommen wird. Bevorzugter überdeckt eine Elastomerschicht im
wesentlichen die Gesamtheit der Innenfläche wenigstens eines Basisteils
der Klammer, die den Hohlraum definiert.
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Vorzugsweise
ist die Innenfläche
der Elastomerschicht profiliert, um sich allgemein an die Form des
Sachets anzupassen. Die Innenfläche
der Elastomerschicht ist zum Beispiel vorzugsweise konkav. Dies
ermöglicht
der Elastomerschicht, wenn eine geeignete Klemmkraft ausgeübt wird,
sich genau an die Außenfläche des
unter Druck gesetzten Sachets anzupassen und dadurch zu verhindern,
daß das
Sachet aufplatzt. Die genaue Anpassung der Klammerinnenfläche an die
Außenfläche des
Sachets im Gebrauch verbessert auch die Getränkebrühqualität durch Verringerung der Kanalbildung
von Flüssigkeit durch
das Bett aus Getränkebrühinhaltsstoff,
weil es eine gleichförmige
Verdichtung des Getränkebrühinhaltsstoffes
fördert.
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Die
Elastizität
der Innenfläche
des Brühholraumes
kann sich in unterschiedlichen Bereichen der Oberfläche unterscheiden,
um zu ermöglichen,
daß die
Form des Hohlraumes sich in Reaktion auf den Druck während des
Brühens
verändert.
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Vorzugsweise
hat die Klammer eine Greiferkonfiguration, bei der zwei konkave
Basisteile lösbar zusammen
aufeinanderzu verschwenkt werden, um das Sachet dazwischen einzuklemmen.
Vorzugsweise weist wenigstens eines der Basisteile eine elastomere
Beschichtung über
im wesentlichen die gesamte Innenfläche desselben auf. Das Basisteil
kann eine Umfangswand einschließen,
um die Kanten der elastomeren Schicht zu umschließen, um
die Verformung der Schicht unter Druck zu verringern. Die auf das Sachet
durch die elastomere Beschichtung ausgeübte Kraft kann variiert werden,
zum Beispiel durch Variieren der zwischen den zwei Basisteilen ausgeübten Klemmkraft.
Die Klemmkraft kann zu Beginn des Getränkebrühprozesses fixiert werden oder
sie kann während
des Getränkebrühens variiert
werden, wenn dynamisches Klemmen gewünscht ist.
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Vorzugsweise
wird wenigstens eine Schicht aus Elastomer oder anderem elastisch
abgestützten flexiblen
Material im Austrittsbereich des Brühraumes bereitgestellt, um
das Sachet gegen ein weiteres Klammerteil im Austrittsbereich einzuklemmen
und dadurch den Getränkefluß aus dem
Brühhohlraum heraus
zu beschränken.
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Ein
höherer
Grad an Anpaßbarkeit
und größere dynamische
Kontrolle über
die Form des Brühhohlraumes
und Austrittsbereiches können
erreicht werden, wenn der verformbare Bereich einen bewegbaren Bereich
umfaßt,
der auf einem Fluidreservoir abgestützt ist. Der verformbare Bereich
kann einen Bereich aus flexiblem Folienmaterial sein, das typischerweise
Metall oder polymeres Material umfaßt, oder er kann eine flexible
Elastomerschicht umfassen. Das Fluidreservoir ist vorzugsweise ein
Flüssigkeitsreservoir
und daher im wesentlichen nicht-zusammendrückbar. Vorzugsweise umfaßt das Gerät weiter
eine Leitung, um Fluid in das Reserovir einzubringen oder daraus
zu entfernen, um die Form des Hohlraumes während oder unmittelbar vor
dem Brühen
zu variieren. Kontrolle über
die Fluidmenge im Reservoir kann zum Beispiel erreicht werden durch Einbeziehung
eines mechanischen oder elektromechanischen Ventils oder sogar eines
elektrorheologischen Fluids in der Leitung. Vorzugsweise ist die
Leitung mit einer Pumpe oder einem anderen mechanischen oder elektromechanischen
Antriebsmittel zum Einbringen oder Entfernen von Fluid aus dem Hohlraum
verbunden. Das Gerät
kann Mittel einschließen,
um den Druck eines Fluids innerhalb des Sachets und im mit Fluid
gefüllten
Reservoir im wesentlichen auszugleichen, um die Belastung aus der Wand
des Sachets zu minimieren.
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Ein
weiterer Grad an Kontrolle über
die Form des Brühhohlraumes
kann erreicht werden, wenn wenigstens ein Klemmteil mehrere verformbare
Bereiche umfaßt,
die auf mehreren unabhängig
bewegbaren Haltern angebracht sind. Der Halter kann unabhängig mechanisch
bewegbar sein oder die verformbaren Bereiche können mehrere fluidgefüllte Reservoirs
umfassen, die mehrere bewegbare Bereiche abstützen, wie hierin zuvor beschrieben.
Die Inhalte der mehreren fluidgefüllten Reservoirs können unabhängig gesteuert
werden. Natürlich
kann die Innenfläche
der Klammer, zusätzlich
den ein oder mehreren verformbaren Bereichen, die auf unabhängigen Haltern
abgestützt
sind, wenigstens einen Bereich aus festem Elastomer umfassen, der
auf einem festen Basisteil der Klammer abgestützt ist.
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In
bestimmten Ausführungsformen
kann ein dynamischer Klemmbereich im Austrittsbereich des Brühhohlraumes
bereitgestellt werden. Der dynamische Klemmbereich kann durch eine
Schicht aus flexiblem Material, wie etwa Elastomer, auf einem fluidgefüllten Reservoir bereitgestellt
werden. In der Alternative kann er durch eine Schicht aus flexiblem
Material oder eine Elastomerschicht, die auf einem mechanisch bewegbaren
Halter angebracht ist, bereitgestellt werden.
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Das
maximale Volumen des Brühhohlraumes,
wenn die Klammer in der geschlossenen Position ist, ist in Abwesenheit
von Innendruck von etwa 25 cm3 bis etwa
250 cm3, bevorzugter von etwa 30 cm3 bis etwa 150 cm3.
Das minimale Volumen, wenn die Seitenwände vollständig zusammengedrückt sind,
ist vorzugsweise 50% oder weniger des maximalen Volumens, bevorzugter
25% oder weniger des maximalen Volumens.
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Wie
oben angemerkt, ist ein Merkmal des Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung,
daß es auch
die Größe und Konfiguration
des Getränkeflüssigkeitsaustrittsweges
aus dem Brühhohlraum
steuern kann. Die Klammer definiert vorzugsweise eine Einengung
im Bereich des Fluidaustrittsbereiches, wodurch ermöglicht wird,
daß ein
hoher Brühdruck
im Sachet aufrechterhalten werden kann, ohne irgendein Teil des
Sachets oder seines Inhaltes durch den Austrittsweg herauszublasen.
Vorzugsweise umfaßt
der Austrittsbereich aus der Brühkammer
Klammerteile, die so konfiguriert sind, daß sie den Boden des Sachets
einklemmen, um die Einengung bereitzustellen. Bevorzugter weist
wenigstens eines der Teile, die besagte Einklemmung bereitstellen,
eine elastische Innenfläche
in besagtem Fluidaustrittsbereich auf. Vorzugsweise umfaßt wenigstens
eines der Teile, die besagte Einklemmung bereitstellen, eine Innenfläche mit
einer Ausnehmung, die einen Fluidaustrittsweg durch besagte Einklemmung
definiert, wenn die besagte Innenfläche gegen eine komplementäre Innenfläche auf
der Klammer gedrückt
wird, um den Austrittsbereich zu definieren. Der Fluidaustrittsweg
kann zum Beispiel linear, serpentinenartig oder verästelt sein.
Der Fluidaustrittsweg kann angepaßt sein, um einen Flüssigkeitsstrahl
mit hoher Geschwindigkeit zu bilden, wie für das untere beschrieben.
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Das
Gerät umfaßt vorzugsweise
ein Injektorrohr oder Injektorrohre zum Injizieren des wäßrigen Fluids
in das Innere des Sachets, wenn das Sachet im Brühhohlraum gehalten wird.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Gerät
weiter einen Mechanismus, der operativ verbunden ist mit der Klammer,
um das Injektorrohr oder die Injektorrohre zurückzuziehen, wenn die Klammer
geöffnet
wird. Das Injektorrohr kann in eine Düse auf der Oberseite des Sachets
eingeführt
werden, wie beschrieben in GB-A-2121762. In bevorzugten Ausführungsformen durchstößt/durchstoßen das
Injektorrohr oder die Injektorrohre eine Seitenwand des Sachets,
um direkt Fluid in das Innere des Sachets zu injizieren. Das Injektorrohr
oder die Injektorrohre können
in den Brühhohlraum
in einem schiefen Winkel zur Austrittsrichtung des Getränkehohlraums
hervorstehen, bevorzugter im wesentlichen senkrecht zur Austrittsrichtung
des Getränkehohlraums.
Dies ist bevorzugt zur Verwendung einer Tülle im Sachet wegen der größeren Einfachheit
der Herstellung von Sachets ohne Tüllen.
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Die
bestimmten Ausführungsformen
des Getränkebrühgerätes gemäß der Erfindung
steht der Injektor von einer Innenfläche eines der Klammerteile nach
innen vor und jede Fläche
umfaßt
eine Ausnehmung um den Injektor herum. Die Ausnehmung ist vorzugsweise
eine flache, kreisförmige
oder polygonale Ausnehmung. Der Begriff „Ausnehmung" bezeichnet einen
Bereich der Teiloberfläche,
die vom Mittelpunkt des Brühhohlraumes
nach außen,
relativ zu den Kanten des Teils, verschoben ist. Typischerweise
beträgt
die Tiefe der Ausnehmung von etwa 1 mm bis etwa 10 mm, zum Beispiel
von etwa 2 mm bis etwa 5 mm. Typischerweise beträgt die mittlere Breite oder
der mittlere Durchmesser der Ausnehmung von etwa 5 mm bis etwa 75
mm, zum Beispiel von etwa 10 mm bis etwa 40 mm. Vorzugsweise steht
der Injektor von einem starren Klammerteil, d. h. einem Klammerteil
mit feststehender Konfiguration, nach Innen vor.
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Im
Gebrauch beult sich das Sachet, das im Hohlraum gebrüht wird,
in die Ausnehmung hinein nach außen vor, wodurch es dem Injektor
eine glatte, steife Oberfläche
bietet und dadurch das verläßliche Durchstoßen des
Sachets durch den Injektor unterstützt. Vorzugsweise ist der Injektor
ein angespitztes Rohr, um das Durchstoßen des Sachets zu unterstützen.
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In
einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Brühen
eines Getränkes
bereit, welches die Schritte umfaßt: Bereitstellen eines Sachets,
das wenigstens teilweise aus flexiblem Folienmaterial gebildet ist
und einen Getränkebrühinhaltsstoff
enthält;
Einbringen des Sachets in die Klammer eines Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung;
und Injizieren eines wäßrigen Fluids
in das Sachet in der Klammer, um das Getränk zu brühen; und Sammeln des Getränkes, das
aus dem Austrittsweg der Klammer austritt.
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Der
Schritt des Einbringens wird vorzugsweise so durchgeführt, daß ein Flüssigkeitsleitungsbereich,
der im Sachet vorgesehen ist, sich durch den Austrittsbereich der
Klammer hindurch erstreckt, wodurch das Getränk, das aus dem Sachet austritt, nicht
mit der Klammer in Kontakt kommt. Dies eliminiert im wesentlichen
Kreuzkontamination zwischen aufeinanderfolgenden Brühvorgängen. Vorzugsweise
wird ein unterer Bereich des Sachets von einem Austrittsbereich
der Klammer gegriffen oder eingeklemmt, wodurch das Herausfließen des
Getränkes aus
dem Brühbereich
beschränkt
wird.
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Vorzugsweise
wird das wäßrige Fluid
mit einem Druck von etwa 0,1 bis etwa 16 bar Überdruck, bevorzugter 1 bis
10 bar Überdruck
und am bevorzugtesten (für
Espressobrühung)
von etwa 5 bis etwa 10 bar Überdruck
injiziert. Vorzugsweise wird das wäßrige Fluid bei einer Temperatur
von 1 bis 100°C injiziert.
Einige Verfahren mit Extraktion bei Verdünnung können bei Umgebungstemperatur,
wie etwa 10 bis 25°C,
durchgeführt
werden. Das Brühen
von Heißgetränken wird
typischerweise bei von etwa 80 bis etwa 95°C durchgeführt. Vorzugsweise besteht das
wäßrige Fluid
im wesentlichen aus Wasser. In besonders bevorzugten Verfahren besteht
das wäßrige Fluid
im wesentlichen aus Wasser bei 60 bis 100°C, wird das Wasser mit einem
Druck von etwa 2 bis etwa 10 bar Überdruck injiziert und umfaßt der Brühinhaltsstoff
gemahlenen Kaffee. Dies ermöglicht die
Herstellung von espressoartigem Kaffee.
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Vorzugsweise
wird das wäßrige Fluid
in das Sachet mit einer peristaltischen Pumpe oder Kolbenpumpe injiziert,
vorzugsweise mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 50
bis etwa 2.000 ml/min und bevorzugter von etwa 60 bis etwa 1.000 ml/min.
Vorzugsweise wird das wäßrige Fluid
in intermittierender oder gepulster Weise injiziert, um die organoleptischen
Eigenschaften des Getränkes
zu optimieren. Vorzugsweise umfaßt das Verfahren weiter den
Schritt des Injizierens von Luft in das Sachet nach dem Brühen, um
restliches Getränk
aus dem Sachet auszustoßen.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Verfahren weiter das Bewegen des verformbaren Bereiches, nachdem die
Klammer geschlossen worden ist, zum Beispiel unmittelbar vor dem
Brühen,
um den Brühinhaltsstoff im
Sachet zu verdichten.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Verfahren weiter das Bewegen des verformbaren Bereiches während des
Brühens,
um die Konfiguration des Sachets während des Brühens zu
variieren. Dies ermöglicht,
daß die
Getränkequalität optimiert
werden kann, und ermöglicht
auch das Brühen
von vollständig
neuen Getränketypen,
z. B. Getränken
mit teilweise Espresso- und teilweise Filterkaffee-Eigenschaften.
Es ist auch festgestellt worden, daß eine leichte Druckentspannung
während
des Brühens
ein verbessertes espressoartiges Getränk liefert.
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In
bestimmten Ausführungsformen
umfaßt das
Verfahren das Bewegen des verformbaren Bereiches der Klammer nach
außen
während
des Brühens,
um eine Expansion des Sachets im Hohlraum zu ermöglichen. Dies kann ermöglichen,
daß das
gebrühte
Getränk
freier aus dem Sachet herausfließt. In bestimmten Ausführungsformen
ist das Sachet aus Materialien hergestellt, die plastische oder
elastische Verformung durchlaufen, so daß das Sachet expandiert, ohne
zu reißen,
um den vergrößerten Hohlraum auszufüllen.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Verfahren weiter das Bewegen des verformbaren Bereiches, um
das Sachet zusammenzudrücken,
um Flüssigkeit
aus dem Sachet auszustoßen.
Dies kann zum Beispiel verwendet werden, um irgendwelches restliches
Getränk
aus dem Sachet herauszupressen, nachdem das Brühen abgeschlossen ist. Dies
ist effizienter als das Durchblasen von Luft allein bei der Entfernung von
restlichem Wasser aus dem Sachet und komprimiert auch das Sachet,
wodurch das Volumen an Abfallsachets, das durch das Verfahren produziert
wird, verringert wird und auch die Menge an Abwasser, das aus den
Sachets austritt, verringert wird. Vorzugsweise kann das Volumen
auf weniger als 50% des Brühvolumens
verringert werden.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Verfahren weiter das Bewegen des verformbaren Bereiches vor,
während
oder nach dem Brühen,
um die Fließgeschwindigkeit
des Getränkes
aus dem Hohlraum heraus und den Fluiddruck, der innerhalb des Hohlraumes
aufrechterhalten wird, zu regulieren, indem der effektive Querschnitt
der Austrittsregion reguliert wird.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Verfahren weiter das Hin- und Herbewegen des bewegbaren Bereiches
während
des Brühens,
um den Brühinhaltsstoff aufzurühren oder
um Flüssigkeit
durch das Sachet zu pumpen.
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Vorzugsweise
umfaßt
der verformbare Bereich in allen obigen Ausführungsformen eine flexible Membran,
die auf einem fluidgefüllten
Reservoir abgestützt
ist, wodurch der Bereich bewegt werden kann, indem Fluid in das
Reservoir hinein- oder aus dem Reservoir herausgepumpt wird. Die
Erfindung umfaßt
jedoch auch bewegbare Bereiche, die durch mechanische oder elektromechanische
Mittel bewegbar sind.
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Ein
weiterer Vorteil des Getränkebrühers gemäß der Erfindung
ist, daß er
angepaßt
werden kann, um ein schäumbares
milchhaltiges Getränk
herzustellen. Genauer umfaßt
der Getränkebrühinhaltsstoff
in solchen Ausführungsformen
ein Produkt, das in der Lage ist, ein geschäumtes Getränk zu bilden, einschließlich Schokolade,
Kaffee und Molkereiprodukt- und Nicht-Molkereiprodukt-Weißer. In
typischen Ausführungsformen
besteht der Getränkebrühinhaltsstoff
im wesentlichen aus einem teilweise oder vollständig dehydratisierten Molkereiprodukt- oder
Nicht-Molkereiprodukt-Milchprodukt, wie etwa Milchpulver oder -granulat.
Das Milchprodukt kann einen Teil einer Getränkeformulierung bilden, wie etwa
einer heißen
Schokolade. Die Trockenmasse des schäumbaren Inhaltsstoffes kann
von etwa 1 bis etwa 50 g, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 15 g
betragen. Mit anderen Worten ist die Menge an schäumbarem
Inhaltsstoff in jeder Packung vorzugsweise ausreichend für eine Portion
des geschäumten Produktes,
z. B. eine Tasse eines Schaumgetränkes.
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Der
Brühhohlraum
ist konfiguriert, um effizientes Mischen und Dispersion des schäumbaren
Materials mit dem injizierten Wasser bereitzustellen. Der Austrittsbereich
des Brühers
ist vorzugsweise konfiguriert, so daß die Flüssigkeit, die aus dem Austrittsweg
der Klammer austritt, als wenigstens ein Strahl mit einem Durchmesser
von etwa 0,5 bis etwa 2 mm, bevorzugter etwa 0,7 bis etwa 1,5 mm,
und am bevorzugtesten etwa 1 mm herauskommt. Die Strahlgeschwindigkeit
beträgt
vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 50 m/s. Die hohe Scherung, die
resultiert, wenn dieser Strahl auf eine Flüssigkeitsoberfläche auftrifft, führt zu Schaumbildung
im Aufnahmebehälter,
der angeordnet ist, um den Strahl aufzunehmen. Dies kann zu einer
Flüssigkeit
mit einem hohen Volumenanteil (etwa 25% oder mehr) an stabilem,
steifem Schaum darauf führen.
Diese Flüssigkeit
kann zu einem geschäumten
Kaffee- oder Teegetränk
gemacht werden, indem ein Sachet Kaffee oder Tee anschließend im
selben Brüher
gebrüht
wird. Ein ähnlicher Strahl
aus Kaffee kann eine „Crema" auf Espressoart auf
dem Kaffee bilden. Dieser Strahl kann auf die Seiten der Tasse gerichtet
werden, um seine Energie abzuleiten. Der Strahl kann in einigen
Ausführungsformen
auch durch eine energiediffundierende Form im Austrittsbereich der
Kapsel hindurchgehen.
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Der
Strahl kann durch eine strahlbildende Struktur in einem Austrittsbereich
des Sachets, zum Beispiel eine Düse,
gebildet werden. Alternativ kann dem Austrittsbereich des Sachets
eine strahlbildende Verengung auferlegt werden durch Zusammendrücken im
Austrittsbereich der Klammer. Der Innenquerschnitt des strahlbildenden
Auslasses ist normalerweise eine regelmäßige Form, und er ist vorzugsweise
im wesentlichen kreisförmig.
Da wäßrige Flüssigkeiten
im wesentlichen nicht-zusammendrückbar und
nicht signifikant viskoelastisch sind, folgt, daß die Innenquerschnittsfläche des
strahlbildenden Bereiches des Auslasses im allgemeinen von etwa
0,2 bis etwa 3 mm2, vorzugsweise von etwa
0,4 bis etwa 2 mm2, zum Beispiel etwa 1
mm2 beträgt.
Mehr als ein Strahl kann vorgesehen sein, um die Flüssigkeitsfließgeschwindigkeit
zu beschleunigen und Brühzeiten
zu verringern.
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Wenn
die Verengung (enge Bohrung, strahlbildender Bereich) des Auslasses
zu kurz ist, neigt der Auslaß dazu,
eher einen Sprühnebel
als einen Strahl zu bilden. Wenn die Verengung zu lang ist, könnte der
Druckabfall über
die Verengung zu hoch sein. Demgemäß erstreckt sich die Verengung
vorzugsweise über
eine Distanz von etwa 1 bis etwa 5 mm, vorzugsweise etwa 4 mm entlang
der Richtung des Flüssigkeitsstroms.
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Der
Begriff „Sachet", wie in dieser Beschreibung
verwendet, bezieht sich auf jede Portionspackung, die eine vorbestimmte
Menge eines Getränkebrühinhaltsstoffes
enthält,
einschließlich
Kapseln, die eine oder mehrere starre Wandteile umfassen. Vorzugsweise
umfaßt
das Sachet wenigstens einen Bereich, der aus einem flexiblen Filmmaterial
gebildet ist, um die Verformung des Sachets in Reaktion auf von
außen
angelegten Druck zu erlauben.
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In
bestimmten Ausführungsformen
umfaßt das
Getränkebrühsachet
eine Kapsel, die einen Getränkebrühinhaltsstoff
enthält,
und eine flexible Flüssigkeitsführung, die
sich von der Kapsel weg erstreckt, wobei die Flüssigkeitsführung bereitgestellt ist mit
einer Frischebarriere, die während
des Brühens
lösbar
ist, um zu ermöglichen,
daß ein
in der Kapsel gebrühtes
Getränk
dadurch austritt, daß es durch
die Flüssigkeitsführung ausströmt.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Sachet wenigstens einen Bereich der Kapsel, der aus einem Filmmaterial
hergestellt ist, um eine Verformung des Sachets in Reaktion auf
von außen
angelegten Druck zu erlauben. Bevorzugter umfaßt das Sachet einen aus flexiblem
Filmmaterial hergestellten Pouch, zum Beispiel einen Pouch, der
auf einer Form/Fill/Seal-Anlage
hergestellt ist. Das Sachet wird hergestellt aus im wesentlichen
luft- und feuchtigkeitsundurchlässigem Material,
um die Frische des Getränkebrühinhaltsstoffes
während
der Lagerung vor Gebrauch aufrechtzuerhalten.
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Der
Begriff „Flüssigkeitsführung" bezieht sich auf
eine Struktur, die eine Rohrleitung, Kapillare, Röhre oder
einen Kanal umfaßt,
welche einen vorbestimmten Weg für
aus der Kapsel austretendes Getränk
bereitstellt, um zu verhindern, daß das Getränk mit dem Brühgerät in Kontakt
kommt, wenn es aus der Kapsel austritt, und um das Getränk auf ein
Aufnahmegefäß für das Getränk hinzulenken.
Vorzugsweise ist die Flüssigkeitsführung integral
ausgebildet mit wenigstens einem Teil der Kapsel, z. B. durch Ausformen
aus einem einzigen Stück
aus thermoplastischem Material oder durch Zusammenkleben von Folienmaterialien,
um sowohl die Kapsel als auch die Führung zu bilden.
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Die
Flüssigkeitsführung ist über wenigstens einen
Teil ihrer Länge
flexibel. Dies ermöglicht,
daß der
Flüssigkeitsstrom
genau in einen gewünschten Bereich
einer Tasse gelenkt werden kann, und erlaubt größere Anpassungsfähigkeit
im Design des Getränkebrühers, zum
Beispiel kann die Führung
gebogen sein, um den Flüssigkeitsstrom
aus einer horizontalen Richtung in eine vertikale Richtung umzulenken.
Zusätzlich
macht die Flexibilität
der Flüssigkeitsführung sie
vorzugsweise zusammendrückbar, so
daß sie
von der Getränkebrühklammer
eingeengt werden kann, um einen erhöhten Druck in der Kapsel während des
Brühens
aufrechtzuerhalten und um die Fließgeschwindigkeit durch die
Führung
zu steuern. Die Flüssigkeitsführung kann
zum Beispiel aus zwei Schichten aus flüssigkeitsundurchlässigem Filmmaterial
in einander zugewandter Beziehung hergestellt werden. Das Getränk kann
zwischen den Schichten durch Kapillarwirkung herausgeleitet werden und/oder
durch einen Kanal, der durch Klebelinien zwischen den Schichten
definiert ist oder in die Schichten eingedruckt oder eingeprägt ist.
Vorzugsweise erstreckt sich die Flüssigkeitsführung über wenigstens 10 mm, bevorzugter
wenigstens 15 mm oder 20 mm außerhalb
der Kapsel.
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Vorzugsweise
ist die Flüssigkeitsführung verjüngt. Dies
unterstützt
die Flüssigkeitsführung darin,
das Getränk
zu einem vorbestimmten Abgabepunkt an der Spitze der Flüssigkeitsführung zu
lenken.
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Der
Begriff „Frischebarriere" bezieht sich auf eine
Barriere, die im wesentlichen für
Luft oder Feuchtigkeit undurchlässig
ist, um die Frische des Getränkebrühinhaltsstoffes
dadurch zu konservieren, daß der
Eintritt von Luft oder Feuchtigkeit durch die Flüssigkeitsführung verhindert wird, bevor
das Brühen
beginnt. Die Frischebarriere kann durch eine äußere mechanische Kraft oder
durch ein während
des Brühens
angewendetes thermisches Feld gelöst werden. Die Frischebarriere
ist vorzugsweise während des
Brühens
durch die Wirkung von Druck und/oder heißem Wasser aus dem Inneren
des Sachets lösbar.
Die Frischebarriere kann zum Beispiel eine Schicht aus einem Dichtungsmittel
umfassen, das durch die Wirkung von Hitze und/oder Feuchtigkeit gelöst wird,
wie etwa ein Klebstoff, wie beschrieben in EP-A-0179641 oder WO 99/05036.
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In
anderen Ausführungsformen
macht die Erfindung Verwendung von einem Sachet, das einen festen
Getränkebrühinhaltsstoff
enthält,
wobei: das Sachet vordere und hintere Lagen aus im wesentlichen
wasserundurchlässigem
Filmmaterial umfaßt, wobei
jede Lage eine entsprechende Form aufweist; die vorderen und hinteren
Lagen miteinander um einen Klebeumfang herum verklebt sind, um eine
Kapsel, die den Getränkebrühinhaltsstoff
innerhalb besagten Umfangs enthält,
und Ränder
jeder Lage, die sich außerhalb
des Umfangs erstrecken, zu definieren; und die besagten Ränder einen
verjüngten Randbereich
auf einer ersten Seite der Kapsel einschließen.
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Der
verjüngte
Randbereich hat vorzugsweise eine maximale Länge (radial von der Kante der Kapsel
gemessen) von wenigstens 10 mm, bevorzugter von wenigstens 15 mm,
am bevorzugtesten wenigstens 20 mm. Der verjüngte Randbereich definiert
vorzugsweise eine Flüssigkeitsführung, wie hierin
zuvor in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben.
Der verjüngte
Randbereich ist vorzugsweise im wesentlichen dreieckig, fakultativ mit
gekrümmten
Seiten und/oder abgerundeten Ecken. Die maximale Breite des verjüngten Bereiches
beträgt
vorzugsweise von 1 bis 5 cm, bevorzugter von 2 bis 4 cm. Die Grundlinie
des verjüngten
Bereiches kann mit den Seitenkanten des Sachets verschmelzen, zum
Beispiel im Falle eines ovalen Sachets mit einer darauf zentrierten
kreisförmigen
Kapsel.
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Vorzugsweise
sind die vorderen und hinteren Lagen auf besagter ersten Seite der
Kapsel, die benachbart zum verjüngten
Randbereich ist, mit einer Verklebung miteinander verklebt, die
durch das heiße Wasser
und/oder Druck innerhalb der Kapsel lösbar ist, um zu ermöglichen,
daß ein
in der Kapsel gebrühtes
Getränk
aus der Kapsel austreten kann, indem es zwischen den vorderen und
hinteren Lagen im breiteren Randbereich geleitet wird.
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Das
Filmmaterial, das verwendet wird, um das Sachet gemäß irgendeinem
Aspekt der Erfindung herzustellen, ist vorzugsweise ein laminierter Film
aus Schichten aus thermoplastischer Folie und Metallfolie.
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In
weiteren Ausführungsformen
macht die Erfindung Verwendung von einem Sachet, das einen festen
Getränkebrühinhaltsstoff
und/oder schaumbildenden Inhaltsstoff enthält, wobei: das Sachet vordere
und hintere Lagen aus im wesentlichen wasserundurchlässigem Filmmaterial
umfaßt,
die jede eine entsprechende Form haben; die vorderen und hinteren
Lagen miteinander um einen Klebeumfang herum verklebt sind, um eine
Kapsel, die den Getränkebrühinhaltsstoff
innerhalb besagten Umfangs enthält,
und einen Rand jeder Lage, der sich außerhalb des Umfangs erstreckt,
zu definieren; der Rand wenigstens 10 mm breit in wenigstens einem
Bereich besagten Umfangs ist; und die vorderen und hinteren Lagen
benachbart zum breiteren Randbereich mit einer Verklebung miteinander
verklebt werden, die durch das heiße Wasser und/oder den Druck
aus dem Inneren der Kapsel lösbar
ist, um zu ermöglichen,
daß ein
in der Kapsel gebrühtes
Getränk
aus der Kapsel austreten kann, indem es zwischen den vorderen und
hinteren Lagen im breiteren Randbereich geleitet wird.
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Der
breitere Randbereich definiert vorzugsweise eine Flüssigkeitsführung, wie
hierin zuvor beschrieben. Der breitere Randbereich ist zum Beispiel vorzugsweise
verjüngt.
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Vorzugsweise
haben die Sachets eine längliche
Form. Bevorzugte Formen (in Draufsicht) schließen im wesentlichen rechteckig,
oval, verjüngt
oder ein gleichschenkliges Dreieck ein.
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Im
Falle der verjüngten
oder gleichschenkligen Dreiecksformen ist das schmalere Ende der Form
vorzugsweise das Ende, wo die Flüssigkeitsführung oder
der breite Rand angeordnet ist.
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Vorzugsweise
ist der Mittelpunkt der Kapsel aus dem Mittelpunkt des Sachets heraus
verschoben. Das heißt,
daß der
Schwerpunkt der Kapsel (in Draufsicht) aus dem Schwerpunkt des Sachets
(in Draufsicht) heraus verschoben ist. Vorzugsweise erfolgt die
Verschiebung entlang der Längsachse
des Sachets.
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Der
Getränkebrühinhaltsstoff
kann einen Inhaltsstoff umfassen oder aus diesem bestehen, der sich
vollständig
in heißem
Wasser dispergiert, wie etwa Instantkaffee, heiße Schokolade oder eine konzentrierte
Milch, Sahne, Creamer, Milchpulver oder Milchersatzstoff. Der Getränkebrühinhaltsstoff
in den Sachets gemäß der vorliegenden
Erfindung kann Materialien umfassen oder aus diesen bestehen, die sich
nicht vollständig
in dem Wasser dispergieren, das verwendet wird, um das Getränk zu brühen, zum Beispiel
kann er vorzugsweise gemahlenen Kaffee oder Blatttee umfassen. Solche
Getränkebrühinhaltsstoffe
sollten im Sachet zurückgehalten
werden und vorzugsweise nicht aus dem Sachet mit dem Getränk austreten.
Dies kann erreicht werden durch Bereitstellung eines Filters für die Getränkebrühinhaltsstoffe
innerhalb des Sachets. In bestimmten Ausführungsformen ist der Filter
eine Lage aus Filtermaterial, die um ihre Kanten herum mit einer
Vorder- oder Rückseite
des Sachets verklebt ist, wodurch das Getränk durch das Filtermaterial
in einer Richtung strömt,
die im wesentlichen senkrecht zu besagter Vorder- oder Rückseite
ist. Dies maximiert die zur Filtration verfügbare Filterfläche. Die
Lage aus Filtermaterial kann sich im wesentlichen in die gleiche Richtung
erstrecken wie die Vorder- oder Rückseite der Kapsel.
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Vorzugsweise
enthält
das Sachet von etwa 2 g bis etwa 12 g gemahlenen Kaffee oder von
etwa 1 g bis etwa 5 g Blatttee. Mit anderen Worten ist das Sachet
vorzugsweise angepaßt,
um eine einzige Tasse Getränk
zu brühen.
Der Getränkebrühinhaltsstoff
kann in der Form eines oder mehrerer verpreßter Stücke vorliegen, wie etwa eine
verpreßte
Tablette aus gemahlenem Kaffee. Die Verwendung von verpreßten Stücken hilft
dabei, die Frische des Inhaltsstoffes zu konservieren, und kann
die Gesamtverpackungsmenge verringern. Der Brühhohlraum kann so ausgeformt
sein, daß er
mit einem bestimmten Tabletten enthaltenden Sachet übereinstimmt.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein System
zum Brühen
eines Getränkes
mit einem Verfahren gemäß der Erfindung
bereit, wobei besagtes System einen Getränkebrüher gemäß der Erfindung und wenigstens
ein Getränkebrühsachet
zur Verwendung im Brüher
umfaßt.
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Vorzugsweise
umfaßt
wenigstens ein Getränkebrühsachet
ein erstes Sachet, das eine aufschäumbare dehydratisierte Milch
enthält,
und ein zweites Sachet, das einen Kaffee- oder Teebrühinhaltsstoff
enthält.
Diese können
nacheinander gebrüht
werden, wie oben beschrieben, wobei man vorzugsweise mit dem Milch-Sachet
beginnt, um ein geschäumtes
Getränk
bereitzustellen, wie etwa Cappuccinokaffee.
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In
bestimmten Ausführungsformen
umfaßt der
Getränkebrüher wenigstens
eine zweite Klammer zum Halten eines zweiten Sachets für gleichzeitiges oder
sequentielles Brühen
von ersten und zweiten Getränkekomponenten
aus den ersten und zweiten Sachets. Der Getränkebrüher kann angepaßt sein, um
beide Klammern gleichzeitig zum Einbringen der Sachets zu öffnen.
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Spezifische
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen weiter beschrieben werden, in denen:
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1 einen
schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des Brühers der Erfindung
zeigt, die massive elastomere Klammeroberflächen aufweist, mit der Klammer
in der geschlossenen Brühkonfiguration,
und ein zu brühendes
Sachet in der Klammer zeigt.
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2 zeigt
einen schematischen Teilquerschnitt durch eine zweite Ausführungsform
des Brühers
der Erfindung mit einer statischen Klammerfläche und einer dynamischen Klammerfläche, wobei ein
zu brühendes
Sachet in der Klammer dargestellt ist.
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3 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht, teilweise geschnitten,
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung mit einer statischen Klammerfläche und einer dynamischen Klammerfläche; und
zeigt ein zum Brühen
fertiges Sachet in der Klammer.
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4 zeigt
eine teilweise schematische Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform der
Erfindung mit mehreren unabhängig
verformbaren Bereichen in jeder Klammerfläche.
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5(a) bis 5(c) zeigen
teilweise schematische Querschnittsansichten von Schritten des Brühens eines
Getränkes
aus einem System aus Brüher
und Sachet gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
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6 zeigt
eine Draufsicht eines Getränkebrühsachets
nach dem Brühen
in einem Gerät
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine Getränkeaustrittssammelleitung
dargestellt ist, die durch Verformung des Sachets im Austrittsbereich
gebildet ist.
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Bezug
nehmend auf 1 umfaßt das Gerät starre Metall-Basisteile 1, 2,
die zueinander gerichtet durch einen Klemmmechanismus (nicht dargestellt) zusammengeklemmt
werden. Die starren Basisteile sind in der zusammengeklemmten Position
beabstandet, wodurch die Klemmkraft eingestellt werden kann, während sie
in der zusammengeklemmten Position sind, um die gewünschte Verdichtung
des Kaffees im Brühhohlraum
bereitzustellen.
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Jedes
Basisteil 1, 2 ist mit einer massiven Schicht
aus Elastomer 3 ausgekleidet, deren Innenfläche leicht
konkav ist, um den Brühhohlraum
zu definieren. Das Elastomer ist ein Silikonelastomer mit einer
Shore-Härte
von etwa 40.
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Ein
Getränkebrühsachet 4 ist
in dem Hohlraum zwischen den drei Klammerteilen aufgenommen. Die
Konstruktion des Sachets 4 ist im wesentlichen ähnlich zu
den Sachets, die in EP-A-0179641 beschrieben sind. Das heißt, das
Sachet ist gebildet aus zwei Lagen aus luft- und feuchtigkeitsundurchlässigem Kunststofffilmmaterial 5,
die um ihren Umfang herum verklebt sind. Eine Kunststofftülle 6 ist
in der Oberkante des Sachets eingesetzt und eine Bodendichtung 7 des
Sachets ist erstellt, indem die vorderen und hinteren Lagen des
Sachets mit einem Dichtungsmittelharz verklebt sind, das durch die
Wirkung von Hitze und Feuchtigkeit während des Brühens gelöst wird.
Die Bodenenden 8 der thermoplastischen Lagen 5 stehen
durch den Austrittsbereich der Klammer vor und wirken als eine Leitung,
um Getränk
aus der Klammer herauszuführen.
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Das
Sachet ist mit gemahlenem Kaffee 9 gefüllt, und dieses Kaffeebett
ist durch die Wirkung der Klammer fest verdichtet. Das Sachet kann
ein Filterpapier nahe dem Austrittsbereich des Sachets enthalten,
wie beschrieben in EP-A-0179641. In dieser besonderen Ausführungsform
ist ein Filter jedoch durch eine Schicht aus Polypropylen-Vlies
(nicht dargestellt) bereitgestellt, das an eine der Sachetlagen um
den Getränkebrühinhaltsstoff
herum geklebt ist.
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Die
elastomeren Klammern ermöglichen, daß die Größe und Form
des Brühhohlraums
einfach variiert werden kann, indem die Schließkraft variiert wird, die an
die starren Basisteile angelegt wird. Dies liefert in großem Maße erhöhte Flexibilität und Kontrolle über den
Brühprozeß.
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Im
Gebrauch kann das Gerät
verwendet werden, um Espressokaffee zu brühen, indem das Sachet zwischen
den elastomeren Klammern fest eingeklemmt wird und anschließend Wasser
bei einer Temperatur von etwa 90°C
bei einem Druck von typischerweise 5 bis 20 bar, vorzugsweise 10
bis 15 bar, in kontinuierlichem oder gepulstem Modus injiziert wird,
um den Espresso zu brühen.
Die elastomeren Klammern halten den gewünschten Druck im Kaffeebett
für das
Brühen
von Espresso aufrecht. Überdies verhindert
die Einklemmung, die im Austrittsbereich des Sachets durch die elastomeren
Klammern ausgeübt
wird, daß der
Wasserdruck das Kaffeemehl aus dem Sachet herausbläst. Schließlich stützt die Anpaßbarkeit
der elastomeren Klammern die Wände des
Sachets gegen ein Aufplatzen ab und verringert die Kanalbildung
des Wassers durch Seiten des Kaffeebettes.
-
Das
Gerät von 1 kann
zum Brühen
von Filterkaffee angepaßt
werden, indem das Sachet einfach weniger fest eingeklemmt wird und
indem eine größere Menge
Wasser relativ zur Kaffeemenge im Sachet injiziert wird. Die Wände des
Sachets werden vorzugsweise immer noch durch die elastomere Klammer
abgestützt,
um das Risiko zu verringern, daß das
Sachet aufplatzen wird, und um die Form des Brühhohlraumes zu optimieren.
-
Es
wird deutlich sein, daß dynamische Klemmeffekte
erreicht werden können,
indem die Position der starren Teile während des Brühens variiert wird.
Zum Beispiel könnte
der Druck auf den Hohlraum während
des Brühens
verringert werden, um einen Übergang
von Brühen
im Espressostil zu Brühen im
Filterkaffeestil in einem einzigen Brühvorgang zu erreichen. Alternativ
können
die starren Teile hin- und herbewegt werden, um das Kaffeebett im
Sachet während
des Brühens
zu bewegen. Vorzugsweise wird die Klammer zusammengedrückt, um
das Hohlraumvolumen am Ende des Brühvorganges zu minimieren, um
so viel Getränk
wie möglich
aus dem Sachet auszuquetschen. Dies wird durch Injizieren von Luft
in das Sachet durch die Injektoren 14 nach dem Brühen unterstützt, um
das restliche Getränk
auszustoßen.
Die Kombination von Verdichtung mit Luftinjektion ist sehr viel
effektiver als Luftinjektion allein. Überdies nimmt das resultierende
zusammengedrückte
Sachet weniger Raum in der Abfallaufbewahrungseinheit ein und enthält weniger
Flüssigkeit,
die austreten und das Gerät
kontaminieren könnte.
-
Bezug
nehmend auf 2 verwendet diese Ausführungsform
des Gerätes
und Verfahrens gemäß der Erfindung
eine Brühklammer,
die ein erstes, starres Teil 12 und ein zweites, anpaßbares Teil 13 umfaßt. Drei
Hohlnadelinjektoren 14 erstrecken sich durch das starre
Klammerteil 12 hindurch und durchstoßen eine erste Fläche 15 von
Getränkebrühsachet 16.
Das Sachet 16 enthält
ein verdichtetes Kaffeebett 17. Die Klammer 13 mit
variabler Konfiguration umfaßt
ein starres Basisteil 18 und ein Fluidreservoir 19, das
eine elastomere Membran 20 abstützt. Das Fluidreservoir 19 ermöglicht,
daß sich
die elastomere Membran 20 an die Oberseite 21 der
Kapsel oder des Sachets 16 anpaßt. Der auf das Sachet 16 ausgeübte Klemmdruck
kann reguliert werden, indem die Klemmkraft zwischen den Klammerelementen 12 und 13 variiert
wird und auch indem der Flüssigkeitsdruck
in dem Reservoir 19 variiert wird.
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Das
Sachet 16 schließt
einen Flüssigkeitsleitungsbereich 22 ein,
der sich durch den Austrittsbereich der Klammer hindurch und über diesen
hinaus erstreckt und durch den das gebrühte Getränk hindurchgeht, wodurch Kontamination
der Klammer durch das gebrühte
Getränk
und Kreuzkontamination zwischen Getränken, die aus aufeinanderfolgenden Sachets
gebrüht
werden, verhindert wird.
-
Im
Gebrauch funktioniert die Klammer gemäß diesem Aspekt der Erfindung
im wesentlichen in derselben Art und Weise wie die Klammer von 1, bietet
aber den zusätzlichen
Vorteil, daß dynamische Klemmeffekte
erreicht werden können,
indem während
des Brühens
Flüssigkeit
in das Reservoir 19 hinein und aus diesem heraus gepumpt
wird. Zum Beispiel könnte
der Druck auf den Hohlraum während des
Brühens
verringert werden, um einen Übergang von
Brühen
im Espressostil zu Brühen
im Filterkaffeestil in einem einzigen Brühvorgang zu erreichen. Alternativ
könnte
die Fluidmenge im Reservoir hin- und herbewegt werden, um das Kaffeebett
im Sachet während
des Brühens
zu bewegen. Vorzugsweise wird zusätzliches Fluid in das Reserovir
am Ende des Brühvorganges
hineingepumpt, um so viel Getränk wie
möglich
aus dem Sachet auszuquetschen. Dies wird unterstützt durch Injizieren von Luft
in das Sachet durch die Injektoren 14 nach dem Brühen, um das
restliche Getränk
auszustoßen.
-
Die
Injektorhohlnadeln können
mit der Klammer gekoppelt sein, so daß sie sich zurückziehen, wenn
die Klammer geöffnet
wird, um jegliches Verletzungsrisiko für den Benutzer zu vermeiden.
-
Bezug
nehmend auf 3 schließt die alternative Ausführungsform,
die in der Zeichnung dargestellt ist, ein starres Klammerelement 30 und
ein anpaßbares
Klammerelement 31 ein. Das anpaßbare Element 31 besitzt
einen zum Getränkebrühhohlraum
gerichteten ersten Bereich, der eine elastomere Membran aufweist,
die auf einem Flüssigkeitsreservoir
abgestützt
ist, im wesentlichen ähnlich
zur Ausführungsform
von 2. Das Flüssigkeitsreservoir 32 ist
jedoch mit einem elektrorheologischen Fluid gefüllt und der Druck im Reservoir 32 wird
mittels Elektroden 33 reguliert, die auf jeder Seite einer
Leitung 34 angeordnet sind, die zum elektrorheologischen
Reservoir 35 führt.
-
Ein
unterer Teil des anpaßbaren
Klammerelements ist mit einer Schicht aus massivem Elastomer 36 überzogen.
-
Das
starre Klammerelement 30 schließt eine Ausnehmung 38 zur
Einführung
einer Wasserinjektionshohlnadel ein und eine Ausnehmung, die ausgebildet
ist, um ein Sachet 39 einschließlich einer Tülle 40 aufzunehmen.
Flache Ausnehmungen 41 sind im unteren Getränkeaustrittsbereich
von Klammerelement 30 vorgesehen, um die Leitungen für den Getränkeaustritt
aus dem Brühhohlraum
zu definieren, wenn das starre Klammerelement 30 gegen
den massiven elastomeren Bereich 36 des anpaßbaren Klammerelements 31 anliegt.
-
Bezug
nehmend auf 4 ähnelt die darin schematisch
dargestellte Ausführungsform
der Ausführungsform
von 1, wobei aber die massiven elastomeren Auskleidungen
von 1 durch eine elastomere Membran 43 ersetzt
sind, die auf vier fluidgefüllten
Kammern 44, 45, 46 und 47 abgestützt ist. Jede
der fluidgefüllten
Kammern ist unabhängig durch
eine Leitung mit Ventil- und Pumpenmitteln zur unabhängigen Steuerung
des Fluidvolumens und -drucks in den Kammern 44, 45, 46 oder 47 verbunden.
Dies eröffnet
weitere Möglichkeiten zum
dynamischen Einklemmen des Sachets während des Brühens, insbesondere
um die Getränkefließgeschwindigkeit
durch den Austrittsbereich zu regulieren, indem der Druck im Hohlraum 47 gesenkt
wird, oder um den Inhalt des Sachets durch oszillierendes oder peristaltisches
Pumpen der Membran 43 zu bewegen.
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Bezug
nehmend auf 5(a) bis 5(c) umfaßt das System
gemäß dieser
Ausführungsform der
Erfindung einen Brüher
mit einer ähnlichen
Klammer zu derjenigen von 2. Das feststehende Klammerteil 61 besitzt
jedoch eine umlaufende Stufe 62 um den Injektor 63 herum,
die eine kreisförmige Ausnehmung 64 im
starren Klammerteil 61 definiert.
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Die
Ausführungsform
von 5(a) bis 5(c) umfaßt ein Sachet
mit Vorder- und Rückseiten 66, 67 aus
flexiblem, verformbarem Folienmaterial, die eine Kapsel 68 für den Getränkebrühinhaltsstoff,
wie etwa gemahlenem Kaffee, definieren. Eine Filterlage 69 aus
Schmelzspinn-Nylon erstreckt sich zusammen mit der Rückseite
des Sachets und ist an die Rückseite 67 des
Sachets um die Kapsel herum geklebt.
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Bezug
nehmend auf 5(b) ist das Sachet in den Brühhohlraum
eingebracht und das hydraulische Reservoir 70 des verformbaren
Klammerteils wird auf etwa 12 bar unter Druck gesetzt. Dies drückt die
Rückseite 67 des
Sachets gegen das starre Klammerteil und bewirkt insbesondere, daß die Rückseite 67 sich
in die Ausnehmung 65 im starren Klammerteil hinein verformt
und ausbeult. Die resultierende straffe, glatte Rückseite 67 wird
effizient durch die Injektornadel 63 durchstoßen. Wasser
bei 90°C
und 12 bar Druck wird dann in das Sachet injiziert, um Kaffee im
Espressostil im Sachet zu brühen.
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Bezug
nehmend auf 5(c) wird ein Teil der Flüssigkeit
im hydraulischen Reservoir 70 dann während des Brühens verringert,
um zu ermöglichen, daß die Vorderseite 66 des
Sachets sich durch plastische Verformung nach außen ausbeult. Da die Filterlage 69 weniger
verformbar ist als die vordere Lage 66, schafft dies eine
Brühzone 72 im
expandierten Sachet und effizienten Fluß des Getränks durch die Filterlage.
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Bezug
nehmend auf 6 umfaßt das gebrauchte Sachet, das
in der Zeichnung dargestellt ist, Vorder- und Rückseiten aus luft- und wasserundurchlässigem Folienmaterial,
hergestellt aus einer Schicht Metallfolie, die zwischen zwei thermoplastische
Filme laminiert ist. Die Lagen sind um Kanten 50 herum
miteinander verklebt, um eine luftdichte Versiegelung um den Getränkebrühinhaltsstoff
herum zu bilden. Die Klebesiegelung im unteren Teil des Sachets
ist aus einem EVA-Klebstoff hergestellt, der sich durch die Wirkung
von Wasser, Hitze und Druck innerhalb des Hohlraums löst, wenn
das Getränk
gebrüht
wird, um zu ermöglichen,
daß das
Getränk
aus dem Brühbereich
austreten kann. Eine zu der in 1 dargestellten ähnliche
Kunststofftülle
wird in die Oberkante des Sachets eingeführt. Die Bodenkante des Sachets
schließt
vorstehende Zungen 52 aus dem Folienmaterial in zueinander
gerichteter Konfiguration ein, die flüssiges Getränk aus dem Sachet herausführen und
die in Tropfpunkt 53 enden. Die Seitenkanten der Zunge
können
miteinander verklebt sein, um die Zunge in eine rohrförmige Leitung umzuwandeln.
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Das
in 6 dargestellte Sachet ist in einem zu dem in 3 dargestellten ähnlichen
Gerät gebrüht worden.
Insbesondere ist ein unterer Bereich 54 des Sachets zwischen
einem massiven elastomeren Teil und einer starren, flachen Oberfläche mit
einem darin eingedrückten
Netz von Ausnehmungen eingeklemmt worden, wodurch ein komplementäres baumartiges
Netz von Ausnehmungen 55 im Folienmaterial des Sachets
eingedrückt
worden ist. Diese Ausnehmungen 55 wirken als Leitungen
für das
Getränk
aus dem Brühbereich
des Sachets heraus, um einen Teil des Flüssigkeitsleitungsbereiches
des Sachets zu definieren. In geeigneter Weise dimensionierte und
konfigurierte eingepreßte
Leitungen liefern Kontrolle über
die Austrittsgeschwindigkeit des Getränkes aus dem Brühbereich
und ermöglichen
dadurch optimiertes Brühen,
insbesondere wenn das Brühen
bei erhöhtem
Druck im Brühhohlraum
durchgeführt
wird.
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Die
obigen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind nur beispielhaft beschrieben worden.
Viele andere Ausführungsformen,
die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen, werden dem fachmännischen
Leser deutlich sein.