JP2004174093A - Milk former and coffee beverage maker using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミルクフォーマー、及びこれを用いたコーヒー飲料製造装置に関し、特に、小型化及びコストダウンを図ったミルクフォーマー、及びこれを用いて小型化及び構成の簡略化を図ったコーヒー飲料製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のコーヒー飲料製造装置として、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆を耐圧構造を有する抽出室に供給し、この挽き豆にポンプで加圧した所定の高温の湯を通過させることによってコーヒー液を抽出するものがある。
【0003】
このコーヒー飲料製造装置によると、挽き豆の抽出時に高温の湯を使用することでコーヒー成分の溶出が促進される。また、湯を加圧して供給することにより挽き豆の組織内に湯が浸透し、その結果、濃いコーヒー液が得られる。このようにして抽出されるコーヒーとしてエスプレッソコーヒーが知られている。
【0004】
また、最近では、カップに注がれたコーヒー液にきめの細かい良質な泡が充分に形成されることが、味覚的および視覚的に好ましいとされている。この泡を形成する条件の1つに抽出時の圧力があり、抽出開始時から抽出室内の抽出圧を所定の高圧に高める必要がある。
【0005】
コーヒー粒(挽き豆)に高温の湯を通過させてコーヒー液を抽出するコーヒー飲料製造装置として、例えば、湯タンク部において水をヒータで加熱して湯を生成し、湯タンク部に貯留されている湯をポンプで給湯すると同時に、コーヒーミルからコーヒー挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、このコーヒー抽出機で抽出されたコーヒー液をカップに供給する構成のコーヒー飲料製造装置がある(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
特許文献1においては、コーヒー抽出機の下流側に抽出湯の流動と開放を制御する弁機構(電磁弁、逆止弁等)により、コーヒーの泡を生成することができる。
【0007】
また、ミルクフォーマーを備えたコーヒー飲料の自動販売機やコーヒー飲料製造装置も提案されている。従来、コーヒー飲料製造装置では、粉ミルクと湯を混合してクリームを作成し、これをコーヒー抽出機で抽出したコーヒーに入れていた。しかし、飲料品質の向上にともなって、生乳からミルクフォームを製造するミルクフォーマーが用いられるようになった。ミルクフォーマーは、コーヒー抽出機にミルクを供給する際、ミルクと空気を混合し、ミルクを泡立てた状態(エアレーション)でコーヒー抽出機に供給するための装置である。ミルクフォーマーにおいては、ミルクの長時間保存を可能にするため、冷却装置で冷却されている。そのため、ミルクをそのままコーヒー抽出機に供給すると、コーヒー抽出機内のコーヒーの温度を低下させ、味覚や感触を損なうことになる。そこで、ミルクは冷却保存したまま、コーヒー抽出機に供給する際に蒸気発生器や蒸気供給器で発生させた蒸気を用いてミルク貯蔵器からのミルクを空気と混合し、泡立てられ、蒸気処理されたミルクの混合物をコーヒー抽出機に供給する装置が提案されている(特許文献2,3参照)。
【0008】
ミルクと空気の混合は、蒸気供給器からポンプによりミルクを強制的に混合部へ供給する構成(特許文献3参照)、霧吹き器の原理が応用されており、ミルク供給口に負圧を生じさせることによりミルクを吸引し、吸引したミルクを暖め、更に泡状にして吐出する構造になっている(特許文献4参照)。
【0009】
【特許文献1】
特開2001−076244号公報
【特許文献2】
特開平6−22856号公報
【特許文献3】
特開2000−157231公報
【特許文献4】
特開平6−189854号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のミルクフォーマーによると、特許文献2,3の構成では、蒸気の生成を水の段階から行っているため、専用の蒸気発生器や蒸気供給器を必要とし、ミルクフォーマーをコーヒー飲料製造装置に用いた場合、コーヒー飲料製造装置が大型化する。また、蒸気発生用とコーヒー抽出の2ヵ所に加熱部を設ける必要があり、消費電力が大きくなり、維持費が高くなる。更に、専用のタンクにミルクを直接収納する必要があるため、店舗等におけるミルクの補充や入れ替えの取り扱いが面倒であると共に、衛生上の管理も容易ではない。
【0011】
また、従来のコーヒー飲料製造装置によると、特許文献2,3の構成では、ミルクフォーマー用のタンクとコーヒー抽出用のタンクとの2つが必要となるため、装置の大型化、構成の複雑化、消費電力の増大等のためにコストアップになる。
【0012】
従って、本発明の目的は、構成の簡略化、小型化、及びコストダウンが図れると共に、ミルクの補充、交換が容易なミルクフォーマーを提供することにある。
【0013】
また、本発明の他の目的は、装置の小型化、簡略化、低消費電力化、及びコストダウンが図れるコーヒー飲料製造装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第1の特徴として、収納された1又は複数のミルクパックを保冷するミルク保冷庫と、コーヒー飲料製造装置の湯タンクから湯を排出させるポンプと、前記ポンプからの湯に基づいて蒸気を生成するボイラと、前記ボイラによる蒸気により前記ミルク保冷庫からミルクを吸引すると共に空気を吸引し、この吸引空気と前記吸引ミルクを混合して吐出するミルカーを備えることを特徴とするミルクフォーマーを提供する。
【0015】
この構成によれば、コーヒー飲料製造装置の湯タンクをミルクフォーマーの湯元として利用できるので、ミルクフォーマーのために専用の湯タンクを設ける必要がなく、ボイラも小規模でよいため、構成の簡略化、小型化、及びコストダウンが図れる。更に、どこでも入手可能な市販のミルクパックを利用できるため、ミルクの補充、交換等の取り扱いが容易になり、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【0016】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、第2の特徴として、所定温度の湯を湯タンクに貯留しておき、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、ポンプにより前記湯タンクから配管を介して前記湯を前記コーヒー抽出機に供給してコーヒー液を抽出するコーヒー飲料製造装置において、前記湯タンクから湯を排出させるポンプと、前記ポンプからの湯に基づいて蒸気を生成する蒸気発生器と、及び前記蒸気発生器による蒸気により1又は複数のミルクパックからミルクを吸引すると共に空気を吸引し、この吸引空気と前記吸引ミルクを混合して前記コーヒー抽出機からの前記コーヒー液に注入するミルカーとを含む構成のミルクフォーマーを備えることを特徴とするコーヒー飲料製造装置を提供する。
【0017】
この構成によれば、ミルクフォーマーが水の段階から蒸気を発生させるのではなく、コーヒー抽出機用の湯タンクの湯を用いてボイラにより蒸気を発生させるため、ミルクフォーマーのタンクが不要になり、装置の小型化、簡略化、低消費電力化、及びコストダウンが可能になる。更に、どこでも入手できるミルクパックを用いるため、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
図1は、本発明のミルクフォーマー、及びこれを用いたコーヒー飲料製造装置の構成を示す。
湯タンク1は、数リットルの飲料水を貯水でき、この飲料水をヒータ(図示せず)で例えば97℃に加熱して保温する。この湯タンク1には、配管2の一端が接続され、この配管2の途中には電磁弁3が配設されている。また、湯タンク1の底部には湯を加圧して排出するギヤポンプ4が取り付けられており、ギヤポンプ4と配管2の間にはバイパス管5が接続され、このバイパス管5の途中にはギヤポンプ4内の湯を湯タンク1に戻すリリーフ弁6が設けられている。また、ギヤポンプ4の排出口には配管7の一端が接続されており、この配管7の途中には流量計8が設けられている。配管2および7の他端には、配管9の一端が接続され、この配管9の途中には湯の供給流量を制御する弁機構としてのニードル弁10、及び湯の逆流を防止するための逆止弁19が配設されている。配管9の他端にはコーヒー抽出機11が接続され、このコーヒー抽出機11の上部には、シュート12が設置され、この上部には挽き豆を高速回転する粉砕刃(図示せず)で粉砕して所定の粒度にするコーヒーミル13が設置され、このコーヒーミル13の上部には挽き豆を貯蔵すると共に、この挽き豆をコーヒーミル13へ供給する豆貯蔵容器14が設置されている。コーヒー抽出機11の下部には、抽出系を形成する配管17が接続され、この配管17の途中にコーヒー液の排出を制御する抽出電磁弁15およびニードル弁16が設けられている。この抽出電磁弁15およびニードル弁16により調整機構が形成される。配管17の下方には図示しないカップが配設される。
【0019】
なお、カップには、コーヒー液の注入と共に購買者の要望により砂糖やクリームが注入されるが、これらの供給系については図示及び説明を省略している。また、コーヒーミル13からシュート12に挽き豆を供給する際、計量器により計量が行われるが、これらについても図示を省略している。
【0020】
ニードル弁10の流出側には圧力センサ18aが取り付けられ、抽出電磁弁15の流入側には圧力センサ18bが取り付けられている。これら圧力センサ18a,18bには、制御部40が接続されている。制御部40はコーヒー飲料製造装置の全体を制御するもので、プログラムやデータを記憶するメモリ、クロック信号を生成するタイマ、前記クロック信号及び前記プログラムに基づいて動作するCPUを備えて構成されている。この制御部40には、電磁弁3、ギヤポンプ4、リリーフ弁6、流量計8、抽出電磁弁15等も接続され、制御の対象となる。
【0021】
ミルクフォーマー30は、湯タンク1から湯を取り出す通路となる配管31、この配管31の途中に設けられた電磁ポンプ32、この電磁ポンプ32の後段に設けられた蒸気ボイラ33、配管31の端部に設けられたミルクノズル34、このミルクノズル34の近傍の配管31に設けられてミルクと蒸気を混合させる混合部35、複数のミルクパック37を内蔵して保冷するミルク保冷庫36、ミルクパック37と混合部35を連結するチューブ38を備えて構成されている。ミルクノズル34と混合部35により、ミルカー50が形成されている。
【0022】
図2は、コーヒー抽出機11の概略構成を示す。コーヒー抽出機11は、コーヒーミル13からシュート12を介して供給される挽き豆を収容するシリンダー21、シリンダー21に挿入されるピストン22、ピストン22を駆動するピストン駆動モータ23、このモータ23とピストン22を連結するトルク伝達部24を備え、これらがシリンダーユニットDを形成している。コーヒー抽出機11は、更に、シリンダーユニットDの全体を所定の角度に傾斜させるためのモータ25、シリンダーユニットDが傾斜したときにシリンダー21に装着されるキャップ26、このキャップ26をモータ25を駆動源としてシリンダー21に係合させるギヤ27を備える。ギヤ27は回転軸27aにより軸支されている。配管9はキャップ26を貫通している。なお、Wはシュート12の下部に設けられたワイパーである。
【0023】
図3は、ミルクフォーマー30及びミルカー50の詳細構成を示す。
湯タンク1はヒータ1Aを備えており、貯留する湯水1Bをヒータ1Aにより所定の温度に加熱し、保温する。配管31の電磁ポンプ(蒸気用ポンプ)32の前段には電磁弁39が配設され、コーヒー抽出機11への湯や挽き豆の供給に合わせて弁が制御部40の制御のもとに開閉される。蒸気ボイラ33はヒータ33Aにより湯タンク1からの湯を加熱(例えば、約170℃)して蒸気を生成し、この蒸気をミルカー50へ供給する。蒸気ボイラ33には温度センサ(図示せず)が取り付けられており、この温度センサの検出値に基づいて設定した湯温になるように制御部40により温度制御が行われる。配管31の蒸気ボイラ33からミルカー50の部分の配管31には、熱が逃げないように保温チューブ31Aが外装されている。
【0024】
ミルカー50は、ミルクノズル34を有するミルカー本体51、このミルカー本体51にOリング52を介して取り付けられる蓋53、ミルカー本体51に2個のOリング54を介して取り付けられる蒸気ノズル55、この蒸気ノズル55の端部近傍のミルカー本体51の上部に設けられたエア吸入口56、このエア吸入口56の対向位置に設けられると共に配管31の端部が結合されたミルク吸込口57、及び配管31に設けられたミルク流量調整機構58を備えて構成されている。
【0025】
ここで、ミルクフォーマー30の動作を説明する。コーヒー抽出機11で抽出され、カップに注がれたコーヒーにミルクを入れる要求があったとき、制御部40は電磁弁39を開いた後、電磁ポンプ32を所定時間動作させる。この動作により、湯タンク1から湯が排出される。しかし、湯タンク1の湯温度は、コーヒー抽出機11で用いるのに適した温度(例えば、97℃)に設定されているため、ミルクフォーマー30が必要とする蒸気にはなっていない。そこで、電磁ポンプ32からの湯を蒸気ボイラ33で加熱して蒸気を生成する。湯タンク1による湯は、100℃に近い温度であるため、蒸気ボイラ33の熱容量は低めでもよく、したがって蒸気ボイラ33は小型の装置で済むことになり、設置スペースも小さくて済む。蒸気ボイラ33による蒸気は、蒸気ノズル55からミルカー50内へ噴射する。蒸気がエア吸入口56とミルク吸込口57の近傍(混合部35)を通過する際、混合部35に負圧が生じ、エア吸入口56からは空気が吸入され、ミルク吸込口57からはミルクが吸入される。吸入されたミルクは通過する蒸気によって空気と混合されることにより、泡立てられた状態でミルクノズル34から吐出され、コーヒーカップに供給される。
【0026】
図4は、ミルク保冷庫36の詳細構成を示し、図5はミルク保冷庫36の外観を示す。図4において、(a)は正面断面を示し、(b)は側面を示す。
ミルク保冷庫36は、内部に1リットルサイズの市販のミルクパック37を2個収納できるスペースを有し、例えば、ステンレス材による本体部61と、その上部にヒンジ部62Aで結合された樹脂成形による蓋62とで筐体部分が構成されている。ヒンジ部62Aを固定するために、本体部61の上部には蓋支持部61Aが設けられている。本体部61の上面には、閉じられた蓋62との密封性を保つため、シリコンやゴムによるパッキン61Bが設けられている。また、本体部61は、アルミ材等によるミルクパック収納ケース63を内蔵しており、その周囲はウレタン発泡や発泡スチロール等による断熱材64が充填されている。
【0027】
本体側面に面した断熱材64の一部は削除され、この部分には冷却装置65が配設され、ミルクパック37及びミルクパック収納ケース63を冷却している。冷却装置65は、異種の金属を接合し、この両面に通電した際に熱の吸収が生じるペルチェ効果(Peltier effect)を用いた電子冷凍部65Aと、この電子冷凍部65Aに取り付けられたアルミ又は銅製の放熱器65Bを備えて構成されている。電子冷凍部65Aを用いたことにより、冷媒液を用いた冷却装置に比べて設置スペースを小さくすることができ、ミルク保冷庫36の小型化を図ることが可能になる。なお、電子冷凍部65Aは、ペルチェ効果を用いた構成に限定されるものではなく、ゼーベック効果等の他の原理を用いた構成であってもよい。
【0028】
電子冷凍部65Aによる熱交換で熱せられた放熱器65Bに外気を当てて冷却するため、放熱器65Bに面して電動ファン66が配設されている。更に、本体部61内には、電子冷凍部65A及び電動ファン66に電源を供給するための電源回路67及び制御回路68が内蔵されている。制御回路68に面して、本体部61には通気穴61Dが設けられている。また、本体部61の底面の四隅には、4個のゴム足61Cが取り付けられている。
【0029】
図5に示すように、本体部61の上面には、ゴムチューブ等によるミルク吸引チューブ69を引き出すための引き出し穴61Eが設けられている。ミルク吸引チューブ69は、一端が配管38に連結され、他端には分岐器70が接続されている。分岐器70の第1の分岐口にはパック用チューブ71Aが接続され、第2の分岐口にはパック用チューブ71Bが接続されている。パック用チューブ71A,71Bには突き刺しパイプ72A,72B(パイプ部材)が取り付けられている。突き刺しパイプ72Aはミルクパック37Aの上面に突き刺され、突き刺しパイプ72Bはミルクパック37Bの上面に突き刺される。突き刺しパイプ72A,72Bは、その先端がミルクパック37A,37Bの底面近傍に達するまで挿入されることにより、ミルクパック37A,37B内のミルクを殆ど使いきることができる。
【0030】
本発明によるミルク保冷庫36は、コンビニエンスストアで簡単に入手できる市販のミルクパック37を利用できるため、使い切ったミルクパック37A,37Bから突き刺しパイプ72A,72Bを引き抜き、新しいミルクパックに置き換え、これらに突き刺しパイプ72A,72Bを挿入するのみで交換作業が終了する。ミルクパック内のミルクを露出させることがないため、衛生上の問題も生じない。
【0031】
次に、コーヒー飲料製造装置の動作について説明する。
先に説明したように、エスプレッソコーヒーでは、カップに注がれたコーヒー液にきめの細かい良質な泡が充分に形成されるのが、味覚的および視覚的に好ましいとされている。コーヒー抽出機11で抽出してカップに注いだコーヒーの上部に泡を形成するには、コーヒー抽出機11の下流側にニードル弁等の流量調整機構を設け、抽出の初期においてコーヒー抽出機11が一定圧力(0.4MPa:約4.0kgf/cm2 )以上の時に開弁し、減圧を行えばよい。しかし、この制御を行っただけでは、大量の泡を発生できるものの、大きなサイズの泡になってしまい、きめ細かな泡にはならない。
【0032】
しかし、本発明者は、弁開放後のコーヒー抽出中において、抽出部(図1に示すP3)を所定の圧力(0.30MPa:約3.0kgf/cm2 )以上に保ちながら、抽出部の前後(図1に示すP2、P3)で所定の減圧(0.05〜0.20MPa)を続けることにより、きめの細かい良質な泡を形成できることを見いだした。
【0033】
以上のような抽出制御は、抽出電磁弁15及びニードル弁10を抽出制御することにより達成される。抽出電磁弁15の制御は、流量計8及び圧力センサ18a,18bの検出結果に基づいて制御部40により行われる。また、ニードル弁10の調整は、例えば、保守管理者等の手動により行われる。
【0034】
コーヒーの挽き豆に高温の湯を加圧供給してコーヒー液を抽出するエスプレッソコーヒーにおいては、味と香り、視覚が重要である。即ち、(1)抽出されたコーヒー液上部にきめの細かいコーヒーの泡が抽出及び保持されること、(2)濃い豊潤な味と香りがあることである。上記した様に、きめの細かいコーヒーの泡は、P3を0.30MPa以上の圧力値にするだけでよいが、更に濃い豊潤な味と香りのコーヒーを得るためには、条件を厳しくすることで達成できることを確認した。即ち、コーヒー抽出中にコーヒー抽出機11の圧力(P3)を所定圧力範囲(0.35〜0.71MPa:約3.5〜7.1kgf/cm2 )に保ち、かつ、抽出中の流量を所定流量範囲(3.5〜6.5ml/秒)に制御することである。
【0035】
以上のように、ギヤポンプ4より後段でコーヒー抽出機11よりも前段の部位に、弁機構(本発明ではニードル弁10)を設けると共に、コーヒー抽出機11の後段に調整機構(本発明では抽出電磁弁15及びニードル弁16)を設け、上記圧力値及び流量値に設定することにより、きめ細かな泡の発生と共に濃い豊潤な味と香りのコーヒーを得ることができる。なお、ニードル弁16に代えて逆止弁を用いてもよい。また、調整機構は、抽出電磁弁15のみ、ニードル弁16のみの構成でもよいし、「抽出電磁弁15+ニードル弁16」の構成であってもよい。或いは、電動弁であってもよい。電動弁は、電磁弁とニードル弁の機能を併せ持つもので、開動作時に開度を調整することができる。このことから、上記圧力値や流量値にする自動制御を流量計8及び圧力センサ18a,18bの検出結果に基づいて制御部40により行うことができる。
【0036】
図6の(a)〜(h)は、コーヒー抽出過程でのコーヒー抽出機11における主要な動作を順番に示したものである。図6及び図1を参照して動作を説明する。
図6の(a)は、シリンダー21に挽き豆Pを供給する段階を示す。シリンダー21は直立した状態にあり、挽き豆Pはコーヒーミル13からシュート12を介してシリンダー21に供給される。
【0037】
図6の(b)は抽出準備工程の第1の状態を示し、挽き豆の供給が終わったシリンダー21は直立の状態にあるが、ピストン駆動モータ23に通電してギヤ27を駆動し、作動させることにより、シリンダーユニットDの全体を矢印の方向に回動させ、シリンダー21を所定の角度に傾斜させる。そして、キャップ26でシリンダー21の頭部を密封し、図6の(c)の状態となる。
【0038】
図6の(c)は抽出準備工程の第2の状態を示し、シリンダーユニットDの傾斜に同期してキャップ26を下降させてシリンダー21に挿入し、ピストン駆動モータ23の駆動を停止する。このとき、ギヤ27は図6の(a)に示す状態から180度回転した位置で停止する。
【0039】
図6(d)及び(e)は、それぞれコーヒー抽出の第1段階及び第2段階を示す。図6(d)では、ピストン駆動モータ23が作動し、トルク伝達部24を介してピストン22が押し上げられ、シリンダー21内の挽き豆が圧縮される。さらに、キャップ26で密封されたシリンダー21に高温かつ加圧された湯が配管9を通して供給され、圧縮された挽き豆からコーヒー液が抽出される。
【0040】
配管9を通して湯を供給する前に、ギヤポンプ4を短時間作動させて、ギヤポンプ4内のぬるい湯をバイパス管5及びリリーフ弁6を経て湯タンク1に戻し、新たに高温の湯を配管7,9に送る操作が行なわれる。ギヤポンプ4内の湯の交換が終わると、ギヤポンプ4を一旦停止し、リリーフ弁6を閉じる。リリーフ弁6が閉じた状態で、図6の(d)のように配管17からシリンダー21に高温かつ加圧された湯が供給される。
【0041】
抽出工程の第2の状態を示す図6の(e)では、ピストン22が更に押し上げられ、シリンダー21中のコーヒー液が配管17に送られるとともに、挽き豆の抽出滓が圧縮される。このとき配管9は、不図示の開放弁により大気に開放される。
【0042】
図6(f)は、抽出滓の廃棄準備工程(シリンダー21を減圧する段階)を示し、ピストン駆動モータ23が逆回転することでピストン22が押し下げられ、配管9中の湯と、配管17中のコーヒー液がシリンダー21に吸い込まれる。
【0043】
図6(g)は、シリンダー21からキャップ26を外す段階を示す。モータ25及びギヤ27の作動によりキャップ26がシリンダー21の頭部から離され、さらにピストン駆動モータ23の作動によってピストン22が再び押し上げられ、挽き豆の抽出滓Rがシリンダー21から押し上げられる。
【0044】
図6(h)は、抽出滓を廃棄する段階を示す。モータ25及びギヤ27の作動によってシリンダーユニットDは矢印の方向に回動し、シリンダー21が直立の状態になる。この回転の際、シリンダー21から押し出されていた抽出滓は、シュート12の下部のワイパーWにより掻き落とされて、図示しないバケットに落下し、廃棄される。
【0045】
次に、コーヒー飲料製造装置の動作を説明する。ここでは、供給終了後に次の供給動作で使用する挽き豆をシリンダー21に供給し、キャップ26とピストン22によって圧縮を行うまでを1工程として説明する。
【0046】
オペレータが図示しない操作部を操作して抽出開始入力を行うと、対応する信号が制御部40に出力され、電磁弁3が開かれる。同時に、ギヤポンプ4が低速で駆動され、配管7に少量の湯が送出される。これにより、配管7内に滞留する湯を電磁弁3を介して配管2に圧送して湯タンク1に戻すと共に、湯タンク1から供給される約90℃〜95℃の高温の湯で配管7を暖気する。配管7の暖気が終了すると、ギヤポンプ4の駆動が停止し、ついで電磁弁3が閉じられる。
【0047】
シリンダー21には、先の供給動作の終了後に挽き豆が供給されており、モータ25を駆動してコーヒー抽出機11のシリンダーユニットDを抽出位置まで傾斜させる。この傾斜動作に同期してシリンダー21にキャップ26が挿入され、ついでピストン駆動モータ23が駆動される。これにより、ピストン22が上昇し、シリンダー21内に収容された挽き豆がタンピングされる。このタンピング時におけるピストン駆動モータ23の電流値が図示せぬ電流検出回路で検出され、販売するコーヒー液に応じた所定の電流値が検出されると、ピストン駆動モータ23が制動され、その後に通電は停止する。
【0048】
ついで、ギヤポンプ4が駆動され、6〜8気圧の圧力で約90℃〜95℃に加熱された高温の湯がシリンダー21に供給される。このコーヒー液の抽出動作において、コーヒー抽出機11内の挽き豆は逆止弁19の耐圧に応じた圧力の湯に曝される。このことによって抽出初期からコーヒー成分を充分に溶出した濃いコーヒー液が抽出される。逆止弁19はコーヒー液の供給圧が耐圧以上になると開かれ、配管17を介してカップ(図示せず)にコーヒー液が注がれる。このとき、カップに注がれたコーヒー液の上部には、きめの細かい泡が形成されている。また、電磁弁39に通電が行われ、更に電磁ポンプ32に通電されることにより、ミルクフォーマーが動作し、蒸気処理された泡ミルクがカップに注がれ、コーヒー液と混合される。
【0049】
コーヒー液の抽出が終了すると、ギヤポンプ4の駆動は停止する。ピストン駆動モータ23を駆動してピストン22を更に上昇させる。このピストン22の上昇動作に基づいて抽出滓をパッキングすることにより滓中のコーヒー液が絞られる。
【0050】
抽出滓の廃棄は、モータ25を駆動してキャップ26をシリンダー21から分離した後、ピストン駆動モータ23を正転駆動してピストン22を上昇させることによって抽出滓を上方に押し上げてシリンダー21の頂上部より露出させ、この状態でモータ25を駆動してシリンダーユニットDを直立位置へ回動させる。この回動によって抽出滓はシュート12の下部側壁に設けられたワイパーWに当接してシリンダーユニットDから払い落とされる。抽出滓の除去後、ピストン駆動モータ23を逆転駆動してピストン22を下降させることによって1回の販売動作が終了する。
【0051】
以上説明したように、上記した構成のコーヒー飲料製造装置によれば、ミルクフォーマー30が、コーヒー抽出機用の湯タンク1の湯を用いて蒸気ボイラ33により蒸気を発生させるため、ミルクフォーマー用のタンクが不要になり、装置の小型化、簡略化、低消費電力化、及びコストダウンが可能になる。更に、どこでも入手できるミルクパックを用いるため、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【0052】
更には、ギヤポンプ4より後段でコーヒー抽出機11よりも前段の部位に、ニードル弁10による流量調整機構を設けると共に、コーヒー抽出機11の後段に電磁弁15による弁機構とニードル弁16による流量制御機構を設け、コーヒー抽出機11の抽出部の圧力を0.3MPa以上になるように、望ましくは、0.35〜0.71MPaの範囲に調整又は制御することにより、きめ細かな泡の発生と同時に濃い豊潤な味と香りのコーヒーも得られる。
【0053】
上記実施の形態においては、圧力センサ18a,18bを設けた構成にしたので、センサの検出結果をコーヒー飲料製造装置において表示したり、外部に通知できる構成にすれば、製造工場やメンテナンスの際に調整作業が容易に行えるようになる。
【0054】
更に、上記構成では、湯タンク1からの給湯にギヤポンプ4を用いたが、これは低圧送量なために配管内の昇圧による湯の圧送不良を回避でき、かつ小型であることから採用したものであるが、同様の性能を有するポンプであれば、他の型式のポンプであってもよい。電磁ポンプ32も同様に他の型式のポンプをもちいることができる。
【0055】
また、上記実施の形態においては、ホットコーヒーの製造について説明したが、本発明はアイスコーヒーを販売するコーヒー飲料製造装置にも適用可能である。
【0056】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のミルクフォーマーによると、コーヒー抽出機用の湯タンクをミルクフォーマーの湯の供給源として利用し、ミルクフォーマーのために専用の湯タンクを不要にした構成により、ボイラも小規模で済むため、ミルクフォーマーの構成の簡略化、小型化、及びコストダウンが可能なる。更には、どこでも入手可能な市販のミルクパックを利用できるため、ミルクの補充、交換等の取り扱いが容易になり、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【0057】
また、本発明のコーヒー飲料製造装置によると、付属するミルクフォーマーは水の段階から蒸気を発生させるのではなく、コーヒー抽出機用の湯タンクの湯を用いてボイラにより蒸気を発生させるため、ミルクフォーマーのタンクが不要になり、装置の小型化、簡略化、低消費電力化、及びコストダウンが可能になる。更には、どこでも入手できるミルクパックを用いるため、利便性、作業性、及び衛生向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるミルクフォーマー及びコーヒー飲料製造装置を示す概略構成図である。
【図2】図1のコーヒー抽出機の詳細構成を示す模式的図である。
【図3】図1のミルクフォーマーの詳細を示す構成図である。
【図4】図1のミルク保冷庫の詳細構成を示し、(a)は正面断面図、(b)は側面図である。
【図5】図4のミルク保冷庫の外観を示す斜視図である。
【図6】本発明のコーヒー飲料製造装置のコーヒー抽出過程におけるコーヒー抽出機の主要な動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 湯タンク
1A,33A ヒータ
1B 湯水
2,7,9,17 配管
3 電磁弁
4 ギヤポンプ
5 バイパス管
6 リリーフ弁
8 流量計
10,16 ニードル弁
11 コーヒー抽出機
12 シュート
13 コーヒーミル
14 豆貯蔵容器
15 抽出電磁弁
18a,18b 圧力センサ
19 逆止弁
21 シリンダー
22 ピストン
23 ピストン駆動モータ
24 トルク伝達部
25 モータ
26 キャップ
27 ギヤ
27a 回転軸
40 制御部
31 配管
31A 保温チューブ
32 電磁ポンプ(蒸気用ポンプ)
33 蒸気ボイラ
34 ミルクノズル
35 混合部
36 ミルク保冷庫
37 ミルクパック
38 チューブ
39 電磁弁
50 ミルカー
51 ミルカー本体
52,54 Oリング
53 蓋
55 蒸気ノズル
56 エア吸入口
57 ミルク吸込口
58 ミルク流量調整機構
61 本体部
61A 蓋支持部
61B パッキン
61C ゴム足
61D 通気穴
61E 引き出し穴
62 蓋
62A ヒンジ部
63 ミルクパック収納ケース
64 断熱材
65 冷却装置
65A 電子冷凍部
65B 放熱器
66 電動ファン
67 電源回路
68 制御回路
69 ミルク吸引チューブ
70 分岐器
71A,71B パック用チューブ
72A,72B 突き刺しパイプ
D シリンダーユニット
W ワイパー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a milk foamer and a coffee beverage manufacturing apparatus using the same, and more particularly to a milk foamer whose size and cost are reduced, and a coffee beverage whose size and configuration are simplified by using the same. It relates to a manufacturing device.
[0002]
[Prior art]
As a conventional coffee beverage manufacturing apparatus, by supplying ground coffee beans ground to a predetermined particle size to an extraction chamber having a pressure-resistant structure, and passing the ground beans through a predetermined high-temperature hot water pressurized by a pump. Some extract coffee liquor.
[0003]
According to this coffee beverage production device, elution of the coffee component is promoted by using high-temperature hot water at the time of extracting the ground beans. Also, by supplying hot water under pressure, the hot water permeates into the ground bean tissue, and as a result, a strong coffee liquid is obtained. Espresso coffee is known as coffee extracted in this manner.
[0004]
Also, recently, it is considered that it is taste and visually preferable that a fine and high quality foam is sufficiently formed in a coffee liquid poured into a cup. One of the conditions for forming such bubbles is the pressure during extraction, and it is necessary to increase the extraction pressure in the extraction chamber to a predetermined high pressure from the start of extraction.
[0005]
As a coffee beverage manufacturing device for extracting coffee liquid by passing hot water through coffee grains (ground beans), for example, water is heated by a heater in a hot water tank to generate hot water and stored in the hot water tank. There is a coffee beverage manufacturing apparatus configured to supply ground coffee from a coffee mill to a coffee brewing machine at the same time as hot water is supplied by a pump, and to supply a cup of coffee liquid extracted by the coffee brewing machine (for example, Patent Reference 1).
[0006]
In Patent Literature 1, coffee foam can be generated by a valve mechanism (a solenoid valve, a check valve, or the like) that controls the flow and opening of the extracted hot water downstream of the coffee extractor.
[0007]
In addition, a coffee beverage vending machine and a coffee beverage manufacturing device equipped with a milk former have been proposed. 2. Description of the Related Art Conventionally, in a coffee beverage manufacturing device, a cream is prepared by mixing powdered milk and hot water, and this is put into coffee extracted by a coffee extractor. However, with the improvement of beverage quality, milk foamers for producing milk foam from raw milk have come to be used. A milk former is a device for mixing milk and air when supplying milk to a coffee extractor, and supplying the milk to the coffee extractor in a foamed state (aeration). In the milk former, the milk is cooled by a cooling device in order to allow the milk to be stored for a long time. Therefore, if milk is supplied to the coffee brewing machine as it is, the temperature of the coffee in the coffee brewing machine is lowered, and the taste and feel are impaired. Therefore, the milk from the milk storage is mixed with air using the steam generated by the steam generator or steam supply when supplying the milk to the coffee extractor while cooling and storing the milk, and the milk is foamed and steamed. There has been proposed an apparatus for supplying a mixture of milk to a coffee extractor (see Patent Documents 2 and 3).
[0008]
The mixing of milk and air is performed by forcibly supplying milk to the mixing section by a pump from a steam supply device (see Patent Document 3), and the principle of a sprayer is applied, and a negative pressure is generated at the milk supply port. Accordingly, the milk is sucked, the sucked milk is warmed, and the milk is further foamed and discharged (see Patent Document 4).
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-076244 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-22856 [Patent Document 3]
JP 2000-157231 A [Patent Document 4]
JP-A-6-189854
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional milk formers, in the configurations of Patent Documents 2 and 3, since steam is generated from the water stage, a special steam generator and a steam supplier are required, and the milk former is used for coffee. When used in a beverage manufacturing device, the size of the coffee beverage manufacturing device increases. In addition, it is necessary to provide heating units at two locations, one for steam generation and the other for coffee extraction, which increases power consumption and maintenance costs. Further, since it is necessary to store milk directly in a dedicated tank, it is troublesome to handle refilling and replacing milk in stores and the like, and it is not easy to manage hygiene.
[0011]
In addition, according to the conventional coffee beverage manufacturing apparatus, the configurations of Patent Documents 2 and 3 require two tanks, one for the milk former and the other for the coffee extraction. In addition, the cost increases due to an increase in power consumption and the like.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a milk former capable of simplifying the configuration, reducing the size and reducing the cost, and which can easily refill and replace milk.
[0013]
It is another object of the present invention to provide a coffee beverage manufacturing apparatus capable of achieving downsizing, simplification, low power consumption, and cost reduction of the apparatus.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has, as a first feature, a milk cool box that cools one or more stored milk packs, and a pump that discharges hot water from a hot water tank of a coffee beverage production device, A boiler that generates steam based on hot water from the pump, and a milker that sucks milk and sucks air from the milk cool box by the steam from the boiler, mixes the sucked air with the sucked milk, and discharges the milk. A milk former characterized by comprising:
[0015]
According to this configuration, the hot water tank of the coffee beverage production device can be used as a hot water source of the milk former, so there is no need to provide a dedicated hot water tank for the milk former, and the boiler can be small-scale. Simplification, miniaturization, and cost reduction can be achieved. Further, since a commercially available milk pack that can be used anywhere can be used, handling such as replenishment and replacement of milk becomes easy, and convenience, workability, and hygiene can be improved.
[0016]
Further, in order to achieve the above object, the present invention has a second feature that hot water at a predetermined temperature is stored in a hot water tank, and ground coffee beans ground to a predetermined particle size are supplied to a coffee extractor. A coffee beverage producing device for supplying and supplying the hot water to the coffee extractor from the hot water tank via a pipe by a pump to extract the coffee liquid, wherein a pump for discharging the hot water from the hot water tank; A steam generator that generates steam based on hot water, and sucks milk and air from one or more milk packs by the steam from the steam generator, and mixes the sucked air with the sucked milk to mix An apparatus for manufacturing a coffee beverage, comprising: a milk former configured to include a milker for injecting the coffee liquid from a coffee extractor.
[0017]
According to this configuration, the milk former does not generate steam from the water stage, but uses the hot water of the hot water tank for the coffee extractor to generate steam by the boiler. As a result, the size, simplification, power consumption, and cost of the device can be reduced. Furthermore, since a milk pack that can be obtained anywhere is used, convenience, workability, and hygiene can be improved.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of the milk former of the present invention and a coffee beverage manufacturing apparatus using the same.
Hot water tank 1 can store several liters of drinking water, and the drinking water is heated to, for example, 97 ° C. by a heater (not shown) to keep the temperature. One end of a pipe 2 is connected to the hot water tank 1, and an electromagnetic valve 3 is provided in the middle of the pipe 2. A gear pump 4 that pressurizes and discharges hot water is attached to the bottom of the hot water tank 1, and a
[0019]
In addition, sugar and cream are injected into the cup at the request of the purchaser together with the injection of the coffee liquid, but illustration and description of these supply systems are omitted. Further, when the ground beans are supplied from the
[0020]
A
[0021]
The milk former 30 includes a
[0022]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
[0023]
FIG. 3 shows a detailed configuration of the milk former 30 and the
The hot water tank 1 is provided with a heater 1A, and the stored hot water 1B is heated to a predetermined temperature by the heater 1A to keep the temperature. An
[0024]
The
[0025]
Here, the operation of the milk former 30 will be described. When there is a request to put milk into the coffee extracted by the
[0026]
FIG. 4 shows a detailed configuration of the milk
The milk
[0027]
A part of the
[0028]
An
[0029]
As shown in FIG. 5, a
[0030]
Since the milk
[0031]
Next, the operation of the coffee beverage production device will be described.
As described above, in espresso coffee, it is considered that taste and visual preference are given to sufficient formation of fine and good-quality foam in the coffee liquid poured into the cup. In order to form foam on top of the coffee extracted by the
[0032]
However, during the coffee extraction after opening the valve, the present inventor maintained the extraction unit (P3 shown in FIG. 1) at a predetermined pressure (0.30 MPa: about 3.0 kgf / cm 2 ) or more, and It has been found that fine and high-quality foam can be formed by continuing predetermined pressure reduction (0.05 to 0.20 MPa) before and after (P2 and P3 shown in FIG. 1).
[0033]
The above extraction control is achieved by controlling the
[0034]
In espresso coffee, in which high-temperature hot water is supplied under pressure to ground coffee beans to extract the coffee liquid, taste, aroma and visual sense are important. That is, (1) fine-grained coffee foam is extracted and retained above the extracted coffee liquid, and (2) there is a rich and rich taste and aroma. As described above, fine-grained coffee foam can be achieved only by setting P3 to a pressure value of 0.30 MPa or more. However, in order to obtain coffee with a richer richer taste and aroma, the conditions must be strict. Confirmed that it can be achieved. That is, during the coffee extraction, the pressure (P3) of the
[0035]
As described above, the valve mechanism (the
[0036]
FIGS. 6A to 6H sequentially show main operations in the
FIG. 6A shows a stage in which the ground beans P are supplied to the
[0037]
FIG. 6B shows a first state of the extraction preparation step, in which the
[0038]
FIG. 6C shows a second state of the extraction preparation step, in which the
[0039]
Figures 6 (d) and (e) show the first and second stages of coffee extraction, respectively. In FIG. 6D, the
[0040]
Before the hot water is supplied through the
[0041]
In FIG. 6 (e) showing the second state of the extraction step, the
[0042]
FIG. 6 (f) shows a process of preparing the waste for disposal (step of depressurizing the cylinder 21). When the
[0043]
FIG. 6G shows a step of removing the
[0044]
FIG. 6 (h) shows the stage of discarding the extracted slag. The cylinder unit D rotates in the direction of the arrow by the operation of the
[0045]
Next, the operation of the coffee beverage production device will be described. Here, a description will be given of a process in which the ground beans used in the next supply operation are supplied to the
[0046]
When an operator operates an operation unit (not shown) to perform an extraction start input, a corresponding signal is output to the
[0047]
Ground beans are supplied to the
[0048]
Next, the gear pump 4 is driven, and high-temperature hot water heated to about 90 ° C. to 95 ° C. at a pressure of 6 to 8 atm is supplied to the
[0049]
When the extraction of the coffee liquid is completed, the drive of the gear pump 4 stops. The
[0050]
The disposal of the extraction residue is performed by driving the
[0051]
As described above, according to the coffee beverage manufacturing apparatus having the above-described configuration, the milk former 30 generates steam by the
[0052]
Further, a flow rate adjusting mechanism by a
[0053]
In the above embodiment, since the
[0054]
Further, in the above configuration, the gear pump 4 is used for supplying hot water from the hot water tank 1. However, the gear pump 4 is adopted because it has a low pressure feed amount, so that it is possible to avoid poor hot water supply due to pressure increase in the piping and to be small in size. However, other types of pumps may be used as long as they have the same performance. The
[0055]
Further, in the above embodiment, the production of hot coffee has been described, but the present invention is also applicable to a coffee beverage production apparatus that sells iced coffee.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the milk former of the present invention, the hot water tank for the coffee extractor is used as a supply source of hot water for the milk former, and a configuration in which a dedicated hot water tank is not required for the milk former is provided. Since the boiler can be small-sized, the structure of the milk former can be simplified, downsized, and the cost can be reduced. Furthermore, since a commercially available milk pack that can be used anywhere can be used, handling such as replenishment and replacement of milk becomes easy, and convenience, workability, and hygiene can be improved.
[0057]
According to the coffee beverage manufacturing apparatus of the present invention, the attached milk former does not generate steam from the water stage, but generates steam by the boiler using hot water in a hot water tank for a coffee extractor. This eliminates the need for a tank for the milk former, which makes it possible to reduce the size, simplification, power consumption, and cost of the apparatus. Furthermore, since a milk pack that can be obtained anywhere is used, convenience, workability, and hygiene can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a milk former and a coffee beverage production device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a detailed configuration of the coffee brewing machine of FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram showing details of the milk former of FIG. 1;
4 shows a detailed configuration of the milk cool box of FIG. 1, wherein (a) is a front sectional view and (b) is a side view.
FIG. 5 is a perspective view showing an appearance of the milk cool box of FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating main operations of a coffee brewing machine in a coffee brewing process of the coffee beverage manufacturing apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
33
Claims (10)
コーヒー飲料製造装置の湯タンクから湯を排出させるポンプと、
前記ポンプからの湯に基づいて蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラによる蒸気により前記ミルク保冷庫からミルクを吸引すると共に空気を吸引し、この吸引空気と前記吸引ミルクを混合して吐出するミルカーを備えることを特徴とするミルクフォーマー。A milk cooler for cooling the stored one or more milk packs,
A pump for discharging hot water from a hot water tank of a coffee beverage production device,
A boiler that generates steam based on hot water from the pump,
A milk former, comprising: a milk car for sucking milk and air from the milk cool box by steam from the boiler, and mixing and discharging the sucked air and the sucked milk.
前記本体に設置され、前記1又は複数のミルクパックを冷却する冷却装置を備えることを特徴とする請求項1記載のミルクフォーマー。A body in which the one or more milk packs are stored,
The milk former according to claim 1, further comprising a cooling device installed on the main body to cool the one or more milk packs.
前記パイプ部材と前記ミルカーとの接続に用いられるミルク吸引チューブを備えることを特徴とする請求項1記載のミルクフォーマー。The milk cool box is a pipe member inserted into one or more stored milk packs and used for sucking milk.
The milk former according to claim 1, further comprising a milk suction tube used for connecting the pipe member and the milker.
前記湯タンクから湯を排出させるポンプと、前記ポンプからの湯に基づいて蒸気を生成する蒸気発生器と、及び前記蒸気発生器による蒸気により1又は複数のミルクパックからミルクを吸引すると共に空気を吸引し、この吸引空気と前記吸引ミルクを混合して前記コーヒー抽出機からの前記コーヒー液に注入するミルカーとを含む構成のミルクフォーマーを備えることを特徴とするコーヒー飲料製造装置。Hot water at a predetermined temperature is stored in a hot water tank, ground coffee beans ground to a predetermined particle size are supplied to a coffee extractor, and the hot water is pumped from the hot water tank via a pipe to the coffee extractor. In a coffee beverage production apparatus for extracting coffee liquid by supplying to the
A pump that discharges hot water from the hot water tank, a steam generator that generates steam based on the hot water from the pump, and air that sucks milk from one or a plurality of milk packs by using the steam generated by the steam generator. A coffee beverage producing apparatus, comprising: a milk former configured to include a milker that sucks, mixes the sucked air with the sucked milk, and injects the coffee liquid from the coffee extractor into the coffee liquid.
前記コーヒー抽出機の抽出側の配管に設けられた圧力・流量調整機構とを含むことを特徴とする請求項6又は8記載のコーヒー飲料製造装置。The adjustment mechanism is a valve mechanism provided in the pipe,
9. The apparatus according to claim 6, further comprising a pressure / flow rate adjusting mechanism provided in a pipe on the extraction side of the coffee extractor.
前記圧力・流量調整機構は、ニードル弁、電磁弁、電動弁、又はニードル弁と電磁弁の組み合わせであることを特徴とする請求項9記載のコーヒー飲料製造装置。The valve mechanism is a needle valve,
The coffee beverage manufacturing apparatus according to claim 9, wherein the pressure / flow rate adjusting mechanism is a needle valve, a solenoid valve, an electric valve, or a combination of a needle valve and a solenoid valve.
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