JP2013521986A

JP2013521986A - ブリュード飲料品質をコントロールする方法および装置

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Publication number: JP2013521986A
Application number: JP2013501324A
Authority: JP
Inventors: マクローリン、ジェームズ・エム．; ニュグイエン、クアン・エイチ．; コリア、クリストファー・デー．; ナル、アイリーン・エム．; マークス、ルカス・エー．; レブーン、キャリー・エム．
Original assignee: コンコーディア・コーヒー・カンパニー、インコーポレイテッド
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2013-06-13
Also published as: CN102869291A; EP2547241B1; HK1174803A1; WO2011116247A3; WO2011116247A2; CA2793212C; CA2793212A1; CN102869291B; AU2011227140A1; EP2547241A2; AU2011227140B8; AU2011227140A8; AU2011227140B2; EP2547241A4; NZ602547A; WO2011116247A8

Abstract

コーヒーやお茶などの飲料をブリューするためのブリューシステムおよび方法が開示される。システムは、ブリュード液体が分配されるときに、分配ストリームを横取りし、特定の位置において液体の時間依存特性を測定するインラインセンサーまたはセンサーアレイを有している。特定の実施形態中では、コーヒーシグネチャを作るために総溶解固体が測定され、それは、時間依存データを使用して下記の一つ以上をおこなうコントローラーに送られる。ブリュード液体の品質を評価して次のブリューサイクルのブリュープロセスをコントロールする、ブリュード製品のブレンドまたはブランドを識別する、および／または、ブリューシステムのメンテナンスがいつ必要または賢明であるかを決定する。

Description

コーヒーの準備、すなわち、コーヒー豆を使用して飲料を作るプロセスは一般に、四つの基本ステップがおこなわれることを必要とする。（ｉ）生のコーヒー豆が焙煎される。（ｉｉ）焙煎されたコーヒー豆が粉砕される。（ｉｉｉ）粉砕されたコーヒー豆がある期間のあいだ淹れられる、すなわちお湯と混合される。（ｉｖ）液体コーヒー飲料が不必要な粉砕物から分離される。追加ステップが、たとえば、ミルク、甘味料、フレーバーおよび／または他の添加物をブリュード液体に加えることを有していてもよい。一般に世界の多くでは、焙煎されたコーヒー豆が使用者に購入され、その人が残りのステップをおこなう。ドリップコーヒーメーカーやフレンチプレスなどの個人的ブリューワーから、フレーバーエスプレッソベース飲料のダイジングアレイ（dizzying array）を作るために使用される大きい商業的システムまでの範囲にわたり、さまざまなコーヒーブリューシステムがこの分野で知られている。

粉砕されたコーヒーは、（http://en.wikipedia.org/wiki/Coffee_preparationで論じられるように）四つの基本的方法に分類される多くの方法で淹れられる。その四つの方法は次の通りである。（１）煮沸、たとえば、粉砕されたコーヒーをカップの中に入れ、粉砕物上のお湯を注いで、粉砕物が澄むのを可能にする。（２）浸漬、たとえば、粉砕されたコーヒーをフレンチプレスの中に入れ、数分間待った後に、フィルタープランジャーを押し下げ、ブリュード液体をカップの中に注ぐ。（３）ろ過、たとえば、粉砕されたコーヒーがフィルターホルダーの中に入れられ、お湯がコーヒー粉砕物の上にカラフまたは同様物の中にしたたり落ちる、ドリップブリュー。（４）加圧方法、エスプレッソを作るために、一般に９１℃と９６℃の間のお湯が微細粉砕コーヒーの軽く詰まった母体（matrix）または「パック（puck）」を通して八および九気圧の間の圧力下で押し進められる。

異なるブリュー方法は、さまざまな不利益を有している。たとえば、煮沸および浸漬方法は、最適にフレーバーが付けられた飲料を作るために、いくらかの時間、一般に４〜７分を必要とする。ろ過方法は、比較的迅速であるが、多くの消費者が好むフルボディコーヒーを作らない、および／または、容認可能なフレーバーを作るためにより多くのコーヒー粉砕物を必要とする。エスプレッソは、比較的迅速であるが、比較的高い圧力（８９気圧）を必要とする。さらに、高い圧力は一般にスチームによって作られ、比較的高い温度と圧力は、いくらかの消費者が好まない非常に強く特有なフレーバーを作り出す。

同様の考察は、お茶や同様物などの他のブリューワブル飲料にも当てはまり、それらは同様に淹れられる。

したがって、加圧ブリュー方法と連携した迅速ブリューで、加熱水の中に漂うコーヒー粉砕物をブリューすることに関する利点を保つコーヒーや他の飲料をブリューするためのシステムと方法の必要性がある。

一貫した高品質のブリュード飲料たとえばコーヒー飲料を作ることができることは、消費者と生産者の両方にとって重要である。ブリュードコーヒーの品質は、多数の異なるおよびしばしば関連するパラメーターに依存する。ブリュードコーヒーの品質は一般に、ブリュード液体中のコーヒー溶解性成分の量と、コーヒー溶解性成分のどれが存在するかの両方に依存する。コーヒーが不十分に淹れられる、たとえば、所望のフレーバーおよびアロマ成分のいくらかがコーヒー豆から得られないならば、不良品をもたらす。反対に、コーヒーが過剰に淹れられる、いくらかの不所望な苦い溶解性成分が液体中に溶解されるならば、やはり不良品をもたらす。慣習的に、ブリュードコーヒー液体の品質は、ブリュード飲料中の総溶解固体を測定し、コーヒーから抽出された利用できる溶解性物質のパーセントを決定することにより特徴づけられる。しかしながら、抽出のレートは一定ではなく、したがって、従来技術の品質決定は最終ブリュード製品でなされる。これらのパラメーターを、一般に最終使用者に提供され分配時にフレーバリングまたは他の添加物を含み得る最終製品で得ることは難しいか不便である。

従来技術のブリュー装置では、ブリュード製品の品質の目標評価は、あるにしても、一般に、たとえば毎日、毎週、毎月など、周期的に得られるだけである。したがって、ブリューサイクルに対する調節またはブリュー装置のメンテナンスが必要とされるならば、コーヒー製品の生産者は適時の通知を得なければならない。ブリュード製品の品質を自動的に監視し調節することができることは特に有利であり、その結果、「ゴールドカップ」基準が一貫して達成され、それにより消費者期待を満足させ、ブランドロイヤリティを確立する。

従来技術のブリュー装置では、コーヒーの特定のブレンドまたはブランドが装置で使用されているかどうかを特定することは難しいか不可能であり、それは、特定のコーヒーブランドが使用されるという期待に基づいて消費者に装置が提供されるときに重要である。

これらのおよび追加の理由のため、最終ブリュード製品を分析することなく、ブリュード飲料の品質を定期的に監視するための手段をブリュー装置に備えることは有益である。

この概要は、詳細な説明の中で以下にさらに説明される単純化された一形態のコンセプトの選択を導入するために提供される。この概要は、請求する主題の重要な特徴を識別するように意図されたものでも、請求する主題の範囲を決定することの助けとして使用されるように意図されたものでもない
たとえばコーヒーやお茶のブリューワブル製品源と、加熱水源と、製品を加熱水源中でブリューするためのブリューチャンバーを有しているブリューシステムが開示される。前記ブリューシステムの動作をコントロールするための電子システムが設けられており、それは、好ましくは、コンピュータープロセッサーと通信設備と関連データ蓄積能力を有している。前記システムは、前記ブリューチャンバーから排出された流体ストリームを横取りし、前記流体ストリームの一つ以上の特性を測定するように配置されたインラインセンサーをさらに有しており、前記センサーは、測定特性に対応する時間依存データを生成する。たとえば、前記センサーは、ブリュード液体中の総溶解固体を測定する。前記データは、コントローラーに伝達され、それは、たとえば、前記ブリューチャンバーの中に受け取られるブリューワブル製品の量を調節するために粉砕機時間を調節することによって、ブリューパラメーターを連続的または周期的に調節する。

特定の実施形態では、時間依存センサーデータは、コーヒーの特定のブランドまたはブレンドを識別するために、ブリューワブル製品を識別するために使用される。

特定の実施形態では、前記コントローラーは、センサーデータを使用して、前記ブリューシステムの動作を監視し、点検修理またはメンテナンスの必要があるかどうかを識別する。

特定の実施形態では、前記ブリューシステムはコーヒー粉砕機と導電率センサーを有しており、前記コントローラーは、前記導電率センサーからの時間依存データを使用して前記粉砕機の動作をコントロールする。

特定の実施形態の中では、前記ブリューシステムは、円筒状チャンバーと、第一のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの開口底部端に密封して係合する下側ピストンと、第二のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの開口上側端に密封して解放可能に係合する上側ピストンアッセンブリーと、第三のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの上側開口端を超えてスライドするように動作可能なスライドアームアッセンブリーを有している。

特定の実施形態では、前記ブリューシステムは、前記センサーによって測定された前記ブリュード液体の特性に基づいたブリュード飲料の総溶解固体または別の特質を表示するためのディスプレイを有している。

本発明の別の態様では、分量のブリューワブル製品および加熱水をブリューチャンバーに供給してブリュード液体を作ることと、前記ブリュード液体を前記チャンバーから流体ストリームで押し出すことと、前記流体ストリームが固定位置のそばを流れるときに前記固定位置において前記ブリュード液体の特性を測定し、測定特性に対応する前記流体ストリームのための時間依存データセットを生成することを備えている、ブリューワブル飲料を作るための方法が開示される。

この発明の先の側面および付随する利点の多くは、添付図面と一緒におこなわれる続く詳述な説明によって一層よく理解されるようになるとともに、より容易に認められるようになる。
図１は、本発明にしたがった飲料ブリューシステムの右前斜視周囲図である。図２は、図１に示された飲料ブリューシステムの平面図であり、内部のコンポーネントを露出させるためにいくつかの外側パネルが取り外されている。図３は、図１に示された飲料ブリューシステムのためのブリュー群を示す斜視図である。図４は、図３に示された上側ピストンアッセンブリーの断面図である。図５は、図３に示された下側ピストンアッセンブリーの断面図である。図６Ａは、図３に示されたブリュー群を例証しており、ブリューチャンバーが部分的に切り落とされており、ブリューサイクルの間の位置にある。図６Ｂは、図３に示されたブリュー群を例証しており、ブリューチャンバーが部分的に切り落とされており、ブリューサイクルの間の位置にある。図６Ｃは、図３に示されたブリュー群を例証しており、ブリューチャンバーが部分的に切り落とされており、ブリューサイクルの間の位置にある。図６Ｄは、図３に示されたブリュー群を例証しており、ブリューチャンバーが部分的に切り落とされており、ブリューサイクルの間の位置にある。図６Ｅは、図３に示されたブリュー群を例証しており、ブリューチャンバーが部分的に切り落とされており、ブリューサイクルの間の位置にある。図７は、コーヒーブリューコントロールチャートを例証している。図８は、図１に示されたブリューシステムの簡略ブロック図である。図９は、ＴＤＳメーターを有する図９に示されたシステムのためのセンサーアレイの実施形態の出力データをグラフ的に例証している。図１０は、図９のセンサーアレイからのＴＤＳ曲線を例証しており、異なるコーヒーブレンドの曲線を示している。

今、本発明にしたがったブリューシステムの特定の実施形態が図面を参照して説明され、同様の数字は同様の部分を示している。本発明者の一人以上はまた、２０１１年３月１日に提出された関連する同時継続中の米国特許出願１３／０３８，１９５の発明者であり、その開示は、そっくりそのまま、参照によってここに組み込まれる。図１は、本発明にしたがったブリューシステム１００についての斜視周囲図を示しており、それは、システム１００の上部に配置されたホッパー１０２を有しており、分配エリア１０４にカラフ９０を保持している。飲料選択および／またはコントロールパネル１０６が、分配エリア１０４のほぼ上方に示されている。ホッパー１０２は、異なるブリューワブル材料たとえば異なるタイプまたは種類のコーヒー豆を収容する複数の選択可能コンパートメントを規定し得るように考慮されている。たとえば、飲料選択パネル１０６は、飲料サイズ（たとえば１２か１６か２０オンス）を、飲料選択（たとえばレギュラーコーヒー、カフェイン抜きコーヒー、お茶）の中および／またはフレーバリングまたは他の添加物オプション（たとえば、クリーマー、甘味料、シロップフレーバー）の中で選択するオプションを使用者に与える。飲料選択パネル１０６はまた、ブリュード飲料のパラメーター（たとえば濃さ）の選択を可能にする、および／または、ブリュード飲料の品質に関するフィードバックを提供する。

ブリューシステム１００は、粉砕されたコーヒーやお茶や同様物など、さまざまなブリューワブル材料をブリューすることに適している。続く議論は、適当なコーヒーブリューシステムに明確に言及するけれども、本発明の教示は、お茶ブリューシステムを含め、他のブリューシステムに同様に適用され得ることが理解されよう。

図２は、内部コンポーネントを露出させるためにホッパー１０２といくらかの他の部分が取り除かれたブリューシステム１００の上面図を示している。この実施形態では、ブリューシステム１００は、ブリュー群コントローラー１１０と電源１１２とオプションのフレーバーコントローラー１１６と水ヒーター／リザーバー１１４を有している。二つの粉砕機１２２および１２４を備えている粉砕機アッセンブリー１２０が、ホッパー１０２から製品たとえばコーヒー豆を受け取るように配置されている。粉砕機アッセンブリー１２０からのブリューワブル製品は、共有シュート基部１２６とシュートアッセンブリー１６０を通って排出される。

ブリュー群１３０は、図３により詳細に示され、リザーバー１１４からお湯を受け取るように配管され、粉砕アッセンブリー１２０からブリューワブル製品を受け取るように構成されている。ブリュー群１３０は、円筒状ブリューチャンバー１３２を有しており、それは、一般に、ブロックアッセンブリー１３１に円筒状スリーブを配置して形成されている。ブリューチャンバー１３２は、粉砕機アッセンブリー１２０からコーヒー粉砕物を受け取るように配置されている。一般に好適な実施形態では、ブリューチャンバーは、直径が２インチと３．５インチの間で、高さが２．５インチと５．０インチの間の円筒状容積を規定する。しかしながら、ブリューチャンバー１３２を含むブリュー群は、他のサイズに快く縮小拡大されてよい。

スライドアームアッセンブリー１３４が、ブリューチャンバー１３２の上にスライド可能に配置されており、使用済み粉砕物または他のブリュード材料をブロックアッセンブリー１３１から押しのけるように構成されている。この実施形態では、スライドアームアッセンブリー１３４は、ブリューチャンバー１３２の幅を横切って延びているＣ形状アーム１３４Ａを有している。Ｃ形状アーム１３４Ａの下側横断縁は傾斜がつけられている。アーム１３４Ａは、駆動アームサブアッセンブリー１３４Ｂに駆動可能に取り付けられている。駆動アームサブアッセンブリー１３４Ｂは、Ｃ形状アーム１３４Ａがブロックアッセンブリー１３１の上側表面を横切ってコントロール可能に移動可能であるように、アクチュエーター１３４Ｃによって直線的に移動可能である。現在の実施形態では、アクチュエーター１３４Ｃは、駆動アームサブアッセンブリー１３４Ｂに駆動可能に係合する歯付きベルト（図示せず）を備えた電気モーター駆動ウォーム歯車装置システムを備えている。

本発明に必須ではないけれども、アクチュエーター１３４Ｃ、および以下で論じられるピストンアクチュエータは、好ましくは、さまざまな要素の正確な位置決めを可能にするためにエンコーダー（図示せず）を備えて構成される。現在の実施形態では、回転センサー／エンコーダーが駆動モーターに設けられ、リニアセンサー／エンコーダーが駆動軸に設けられ、正確な位置コントロールを可能にする。代表的センサーは、磁石を備えたホール効果センサーである。

例証のスライドアームアッセンブリー１３４の新規の側面はアッセンブリーの柔軟性にあり、それは、以下で論じられるように、使用済みコーヒー粉砕物を取り除くための大いに信頼できる有効な機構を提供する。特に、駆動アームサブアッセンブリー１３４Ｂは、アクチュエーター１３４Ｃの上側表面に沿ってスライドし、スプリング負荷ちょうつがい式連結１３４Ｄを有している。駆動アームサブアッセンブリー１３４Ｂの一部は、Ｃ形状アーム１３４Ａの後ろに延びており、それにピボット１３４Ｅで連結されている。スライドアームアッセンブリー１３４の柔軟性は、ブロックアッセンブリー１３１から使用済み粉砕物をこすり落とすための大いに信頼できる機構を提供する。

ブリュー群１３０は、上側サポートアーム１４２に旋回可能に取り付けられた上側ピストンアッセンブリー１４０を有しており、そのアームは第一のリニアアクチュエーター１４６に取り付けられている。上側ピストンアッセンブリー１４０は、装てん位置（図３に示す）と、上側ピストンアッセンブリー１４０がチャンバー１３２の開口上部端からブリューチャンバー１３２に密封して係合するブリュー位置の間で移動可能である。上側ピストンアッセンブリー１４０は、ブリュード飲料を分配する分配チューブ１４１を有している。上側ピストンアッセンブリー１４０は、以下により詳しく説明される。

ブリュー群１３０は、下側サポートアーム１５２に旋回可能に取り付けられた下側ピストンアッセンブリー１５０をさらに有しており、そのアームは第二のリニアアクチュエーター１５６に取り付けられている。下側ピストンアッセンブリー１５０は、チャンバー１３２の開口底部端からブリューチャンバー１３２に密封して係合するようにサイズ設定および構成されており、給水チューブ１５１を有している。

第一および第二のリニアアクチュエーター１４６，１５６は、対応ピストンが縦にだけ移動することを確実にする案内スロット１３５と反回転ピン１３６（図３には一つの反回転デバイス１３５，１３６だけが見える）をさらに有している。

図４は、上側ピストンアッセンブリー１４０の横断面を示している。上側ピストンアッセンブリー１４０は、ピボットに上側サポートアーム１４２に旋回可能に取り付けられるように構成された第一のピストン部材１４０Ａを有しているピストンを規定しており、ピストンアッセンブリー１４０を旋回させることを容易にする固定レバーアーム１４０Ｂを有している。チャンネル１４０Ｃが、第一のピストン部材１４０Ａの正面から規定され、下側面まで延びている。分配チューブ１４１は、半カートリッジフィッティング１４０ＤとＯリング１４０Ｅで第一のピストン部材１４０Ａに取り付けられており、チャンネル１４０Ｃに流体的に密封して係合している。成形凹部１４０Ｆが、第一のピストン部材１４０Ａの下側面を規定している。

第二のピストン部材１４３Ａが、成形凹部１４０Ｆに入れ子に係合するように構成されている。複数のチャンネル１４３Ｃが、第二のピストン部材１４３Ａを通って延びており、第一のピストン部材１４０Ａのチャンネル１４０Ｃに流体的に係合している。Ｏリング１４３Ｄが、チャンネル１４０Ｃと複数のチャンネル１４３Ｃの間の連結を密封するために設けられている。したがって、チャンネル１４０Ｃ，１４３Ｃは共働して、第二のピストン部材１４３Ａの下側面から分配チューブ１４１まで延びている複数の流体経路を規定している。

多孔板１４８が、第二のピストン部材１４３Ａの底面にファスナー１４９で取り外し可能に取り付けられている。

図５は、下側ピストンアッセンブリー１５０の断面図を示している。下側ピストンアッセンブリー１５０は、下側サポートアーム１５２に取り付けられるように構成された第一のピストン部材１５０Ａを有している。チャンネル１５０Ｃは、第一のピストン部材１５０Ａの下側開口から上側面まで延びている。給水チューブ１５１は、半カートリッジフィッティング１５０ＤとＯリング１５０Ｅでピストン部材１５０Ａに取り付けられており、チャンネル１５０Ｃに流体的に密封して係合している。成形凹部１５０Ｆは、第一のピストン部材１５０Ａの下側面を規定している。

第二のピストン部材１５３Ａが、成形凹部１５０Ｆに入れ子に係合するように構成されており、取り外し可能にそれに取り付けられる。複数のチャンネル１５３Ｃが、第二のピストン部材１５３Ａを通って延びており、第一のピストン部材１５０Ａのチャンネル１５０Ｃに流体的に係合している。Ｏリング１５３Ｄが、連結を密封するために設けられている。したがって、チャンネル１５０Ｃ，１５３Ｃは共働して、給水チューブ１５１から第二のピストン部材１５３Ａの上側面まで延びている複数の流れ経路を規定している。多孔板１５８が、ファスナー１５９で第二のピストン部材１５３Ａに取り外し可能に取り付けられている。

今、ブリュー群１３０の動作が図６Ａ〜６Ｅを参照して説明され、それらは、ブリューチャンバー１３２の一部が切り落とされた状態で、ブリューサイクルのさまざまな段階におけるブリュー群１３０を分離して例証している。ブリューシステム１００のコンポーネントの動作は、飲料選択パネル１０６から使用者によって入力された特定の飲料リクエストに応じて、コントローラー１１０および関連システムによって自動的にコントロールされることが考慮されている。たとえば、無線で（たとえば、ＲＦやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や同様物を使用して）ブリューシステム１００と信号通信状態にある遠隔飲料入力システムを使用したり、カード読取システムまたは同様物を使用したりして、飲料リクエストを入力するための代替手段も考慮される。

図６Ａは、粉砕機アッセンブリー１３０からブリューワブル材料たとえば粉砕されたコーヒーを受け取る位置にあるブリュー群１３０を示している。下側ピストンアッセンブリー１５０は、ブリューチャンバー１３２に密封して係合しており、第二のリニアアクチュエーター１５６によってチャンバー１３２の下側端の近くに配置されている。上側ピストンアッセンブリー１４０は、第一のリニアアクチュエーター１４６によって上方へブリューチャンバー１３２から遠ざけて配置されており、装てん位置に旋回されている。粉砕機アッセンブリー１２０からのブリューワブル材料はブリューチャンバー１３２へ収容される。

図６Ｂに例証されるように、上側ピストンアッセンブリー１４０は、ブリューチャンバー１３２の上側端に密封して係合するブリュー位置に移動される。上側ピストンアッセンブリー１４０が下方へ移動さるたとき、それは垂直配向またはブリュー位置に旋回する。下側ピストンアッセンブリー１５０の鉛直位置は、たとえば選択飲料サイズに適応するように調節され得ることが考慮されている。たとえば、「小さい」または「８オンスの」飲料が選択された場合、下側ピストンアッセンブリー１５０は、ブリューチャンバー１３２に上方に移動されてもよい。ブリューチャンバー１３２からの液体の流出を遮断するとともに、加熱水リザーバー１１４を給水チューブ１５１に流体的に接続するようにバルブ（図示せず）が配置されている。これは、下側ピストンアッセンブリー１５０を通りブリューチャンバー１３２の中へのお湯の流れを開始する。好ましくは、水圧は、ブリュー品質および／または速度を最適化する所望値に維持される。名目圧力は、好ましくは、１０と１００ｐｓｉｇ間の範囲内に、より好ましくは、コーヒーのために２０〜６０ｐｓｉｇの範囲内に、または、お茶などの他のブリューワブル製品のために１０〜５０ｐｓｉｇの範囲内に維持される。

所望量の水と所望圧力が提供されたとき、ブリューするための所望時間を提供するために給水が必要に応じて止められる。加圧されたブリューチャンバー１３２は、エスプレッソメーカーよりも圧力が低いけれども、それでも、ブリューチャンバーが加圧されない従来技術のシステムと比較してブリュープロセスを加速することが、この分野の当業者には認められるであろう。現在の実施形態では、ヒーター／リザーバーからの加圧された給水は所望の圧力を与えるように調整される。調整された圧力は、１０〜１００ｐｓｉｇであることが考慮されている。

システム１００の動作の第一の実施形態またはモードでは、水流が再開され（または維持され）、分配バルブ（図示せず）が開かれ、上側ピストンアッセンブリーチャンネル１４０Ｃ，１４３Ｃを通り分配チューブ１４１へのブリュード飲料の流れを開始し、それからカップやカラフや他の容器９０に最終的に分配される。動作の代替の第二のモードでは、下側ピストンアッセンブリー１５０がブリューチャンバー１３２を通って上方に移動され、上側ピストンアッセンブリー１４０を通り分配チューブ１４１へのブリュード液体流れを生じさせる。

図６Ｃは、下側ピストンアッセンブリー１５０がブリューチャンバー１３２を通って上方に移動される途中にあるブリュー群１３０を示している。動作の第一のモードでは、一つ以上のバルブ（図示せず）が、好ましくはシステム１００の中に配管されたドレインに流れを向け直す。動作の第二のモードでは、下側ピストンアッセンブリー１５０の上方移動がブリュード液体を分配する。一方の場合も、今の使用済みブリュード材料は、上側ピストンアッセンブリー１４０と下側ピストンアッセンブリー１５０の間で圧縮され、それにより、水の大部分が取り除かれる。

今、図６Ｄを参照すると、上側ピストンアッセンブリー１４０は、上方に移動されてブリューチャンバー１３２から離脱し、装てん位置へ旋回する。下側ピストンアッセンブリー１５０は、ピストンがブロックアッセンブリー１３１の上側表面とほぼ同じ高さになるように上方に移動される。したがって、圧縮された使用済み粉砕物は取り除かれるように配置され、上側ピストンアッセンブリー１４０は、スライドアームアッセンブリー１３４の通り道の外に移動される。

図６Ｅは、使用済み粉砕物を取り除くためにブリューチャンバー１３２を超えてＣ形状アーム１３４Ａをスライドさせた後のスライドアームアッセンブリー１３４を示している。システム１００は、使用済み粉砕物のための内部容器またはシュートを有していてもよく、または粉砕物を受け取るために配置された外部容器の上に配置されてもよい。それから、スライドアームアッセンブリー１３４は引き込まれ、図６Ａに示される準備位置に戻る。

上記の説明から、現在好ましいシステムは、加熱水がブリューチャンバー１３２の底にある下側ピストンアッセンブリー１５０を通って入り、ブリュード液体が上側ピストンアッセンブリー１４０を通って出て開始されるブリューチャンバー１３２を通る液体流れを提供することが認められる。

好適ではないが、簡単な変更で、液体流れが反対方向に進むことで本発明が実行されてもよいということは、この分野の当業者には自明であろう。

図７は、Ｅ．Ｅ．ロックハート博士の作だとされる、従来のコーヒーブリューコントロールチャート６０を示している。コントロールチャート６０は、ブリュードコーヒー液体中の溶解性物質濃度または濃さ６２（液体中の総溶解固体の分量）を、コーヒー液体を生成したコーヒーからの溶解性物質産出または抽出６４に関連づけている。このコントロールチャートの下では、１．１５％溶解性物質濃度を下回るコーヒー液体は「薄い」フレーバーを有することとなり、１．３５％溶解性物質濃度を上回るコーヒーは「濃い」フレーバーを有することとなる。ブリュードコーヒーから１８％を下回る溶解性物質が抽出された場合、コーヒー液体のフレーバーは「発達不十分」となり、２２％を上回る溶解性物質がブリュードコーヒーから抽出された場合、フレーバーは「苦い」となる。したがって、コントロールチャートは、これらの境界の内側に「理想」フレーバー領域を規定している。斜めの曲線は、特定の「ブリュー公式」すなわちブリューされた水（たとえばガロン）に対する粉砕されたコーヒー（たとえばオンス）の比を示している。たとえば、線６６は、１ガロンの水に対する７．５オンスのコーヒーの比に対応している。線６６の右側かつ下方の線は、徐々に低くなるコーヒー対水比公式を示しており、線６６の左側かつ上方の線は、徐々に高くなるコーヒー対水比公式を示している。

したがって、ブリュー公式が知られており、またブリュード液体中の総溶解固体（「ＴＤＳ」）が知られている場合、コントロールチャート６０上の飲料位置が正確に決定され得る。コントロールチャートは、高品質コーヒー飲料を作るためのガイドラインを提供し、また、好適なコーヒー液体の濃さおよび抽出パラメーターは、コントロールチャート中の「理想」ボックスの中心に必ずしもないことが認められるべきである。実際、特定のコーヒーブレンドのための最適な濃さおよび抽出パラメーター、たとえば、コントロールチャート６０上の好適な位置を決定し、それからブリューサイクルパラメーターがそれらの最適値に向かうようにコントロールすることは望ましい。個人的好みが異なることも認められるであろう。たとえば、ある人は、「理想」ボックスの上部に近い飲料を好むことがあるのに対して、別の使用者は、「理想」ボックスの比較的低い飲料を好むことがある。

上に示唆されるように、ブリュード飲料の濃さおよび抽出は、ブリュープロセスの異なるパラメーターによって、たとえば、（ｉ）コーヒー対水公式、（ｉｉ）ブリュー時間、（ｉｉｉ）水温、（ｉｖ）水圧、（ｖ）粉砕サイズ、その他の一つ以上を調節することによってコントロールまたは修正され得ることが認められるであろう。最適な濃さおよび抽出目標はまた、コーヒーの特定のブレンドまたはブランドに一般に依存する。コントロールチャート６０は、特にコーヒーをブリューすることに向けられているけれども、よく似た方法が、他のブリュード液体たとえば特定のお茶の品質を特徴づけるために使用されてもよいことが考慮される。

システム１００などの自動ブリューシステムでコントロールチャート６０を使用する際の一つの困難は、コントロールチャート中のブリュード液体の濃さまたはＴＤＳが、ブリューサイクルの終わりに最終またはバッチ値であるということである。このバッチ値は一般に、得るのに不便であるか難しい。

図８は、ブリューシステム１００の簡略ブロック図を例証しており、上に説明されたホッパー１０２と水リザーバー１１４と粉砕機アッセンブリー１２０とブリュー群１３０を示している。インラインセンサーまたはセンサーアレイ２００が、分配チューブ１４１に流体的に接続されており、それにより、ブリュード液体はセンサーアレイ２００のそばまたはそれを通って流れる。（ここに使用されるように、センサーアレイは、ただ一つのセンサーまたは複数のセンサーを有している。）センサーアレイ２００は、ブリュード液体がブリュー群１３０から分配コンテナ９０に向かって流れるときに、流れ経路に沿った特定のインライン位置においてブリュード液体の特性を測定する。したがって、センサーアレイ２００は、液体ストリームがセンサーアレイ２００のそばを流れるときに、それの測定特性を示す時間依存出力を作り出す。現在の実施形態では、センサーアレイ２００は、流体経路に沿ってブリュー群１３０のすぐ下流に配置されているが、ブリュード液体分配ステーションを含め、他の位置も考えられる。

センシングアレイ２００は、たとえば、飲料の品質を監視するために使用され得るブリュード液体の品質に関する特定のデータを提供する。データは、初めのうちはシステム１００の特定のセッティングを構成するために、および／または、最適な製品品質を維持するためにブリューパラメーターを調節するために使用され得るフィードバックを提供するために各ブリューを監視するために使用され得るフィードバックを提供する。

コントローラー２１０、この実施形態では、プログラム可能なプロセッサー２１２とメモリーモジュール２１４と複数のデータ入力ポート２１６とコントロール信号発生器２１８とプログラムインタフェースモジュール２２０を有しており、センサーアレイ２００と信号通信状態にある。図８に破線によって示されるように、コントローラー２１０は、ブリューシステムの他のコンポーネントと付加的に信号通信状態にあってもよい。

センサーアレイ２００は、好ましくはブリュード液体がセンサーアレイ２００をまたはそのそばを通り抜ける全期間中、非定常または時間依存信号を作り出す。信号は、ブリュード液体の測定特性を表わす。非定常信号はコントローラー２１０に伝えられる。追加データたとえば粉砕機１２０や水源１１４その他などの他のシステムコンポーネントからのデータがまたコントローラー２１０に伝えられてもよい。たとえば、温度センサー（たとえばブリューチャンバー温度熱電対）が、センサーアレイ２００からのデータを解釈するために役に立つ情報を提供し得る。同様に、現在の粉砕機セッティングが、コントローラー２１０に伝えられてもよい。

特定の実施形態では、外部データがまたコントローラー２１０に提供されてもよい。たとえば、コーヒーブレンドおよび／またはブランドが、コーヒーパッケージングからデータを得てそのデータをコントローラー２１０に伝えるリーダー（たとえばバーコードまたはＲＦシステムその他）を使用して提供されてもよい。

コントローラー２１０は受け取ったデータを処理し、そのデータを使用して、所望の一貫したブリュー品質を達成するために一つ以上のブリューパラメーターを調節するコントロール信号を生成する。たとえば、粉砕時間（すなわち粉砕されたコーヒーの量）と粉砕サイズとお湯温度とブリュー圧力とブリュー時間はすべて潜在的に調整可能なパラメーターである。

コントローラー２１０は、さらに通信ポート９４を有しており、たとえば、ネットワーク（図示せず）に有線または無線接続され、センサーアレイ２００データおよび関連情報（たとえばＴＤＳ／濃さ、ブリュー公式、抽出、その他）およびブリューパラメーターのさまざまな状態が報告されてもよい。たとえば、所望の品質が図７の「ゴールドカップ」ボックスの中に一貫して維持されることを確かめるために、各ブリュード飲料の品質（たとえば濃さと抽出）が報告され記録されてもよい。

図９は、ＴＤＳのメーターたとえば流体ストリーム中の総溶解固体のレベルを示すように較正された導電率計を有しているセンサーアレイ２００の実施形態からの出力データをグラフ式に例証している。この例において、個々の曲線は、飲料分配サイクル中にセンサーアレイ２００によって測定された、時間３０４の関数としての測定ＴＤＳ３０２を関連づける。曲線は、異なるブリュー公式の測定結果を示しており、ブリューチャンバー１３２の中に置かれた粉砕されたコーヒーの量が変えられた。この代表的グラフにおいて、曲線３０６は、１４．９ｇのコーヒーを使用した非定常ＴＤＳ測定を示しており、曲線３０８は、１８．５ｇのコーヒーを使用した非定常ＴＤＳ測定を示しており、曲線３１０は、２２．５ｇのコーヒーを使用した非定常ＴＤＳ測定を示しており、曲線３１２は、２６．０ｇのコーヒーを使用した非定常ＴＤＳ測定を示しており、曲線３１４は、２９．７ｇのコーヒーを使用した非定常ＴＤＳ測定を示しており、すべて所定量の水と共に使用された。

ブリュード液体中のＴＤＳのバッチ値は、流れ重み付け測定ＴＤＳを時間で適切に積分することによって決定されることが認められるであろう。たとえば、分配サイクル測定のあいだ流れレートが一定であれば、バッチＴＤＳは、分配サイクル中に測定されたＴＤＳの平均になる。センサーアレイ２００は、温度センサーをさらに有していてもよいことが考えられる。導電率センサーが使用されるとき、温度が測定ＴＤＳに影響することがあり、したがって、精度改善のために、ＴＤＳのための導電率測定は、温度を考慮して調節されてもよい。

時間依存曲線の形状または「コーヒーシグネチャ」データが、コーヒーとブリュードコーヒー液体に関する追加情報を提供することがさらに認められるであろう。曲線の形状は、固体がコーヒー母体から溶解されるレートに関する情報を提供する。このコーヒーシグネチャデータは、ブリュード液体の品質を改善するために、ブリューサイクルのさまざまなパラメーターのどれを調節すべきかを案内するために使用され得る。たとえば、コントロールチャート６０上の所望の点に向けてシステムを移動させるために、システムは、より多くのコーヒーをブリュー公式に加えるか、コーヒーのより細かい粉砕物に調節するかを選び得る。自動最適化手順が、容易に発見的に決定され、それから次のブリューのためにコントローラー２１０にプログラムされてもよい。たとえば、異なるコーヒーブレンドのための発見的公式化が独立して開発され得ることが認められるであろう。

さらに、コーヒーシグネチャデータは、システム１００の中にあるコーヒーの特定のタイプやブレンドやブランドを決定するために使用されることも考えられる。たとえば、センシングアレイ２００からのデータは、アラビカ種（一般に「アラビカ」と呼ばれる）やカネフォーラ種（一般に「ロブスタ」と呼ばれる）などの異なるコーヒー豆類を識別するために、またコーヒーの亜変種とタイプと特定のブレンドを識別するために使用されてもよい。図１０は、センサーアレイ２００からのＴＤＳの曲線を例証しており、曲線３２０は一つのコーヒーブレンドについてのものであり、曲線３２２は、別の異なるコーヒーブレンドについてのものである。ブリューパラメーターとブリュー公式は、両方の曲線３２０，３２２について同じだった。したがって、センシングアレイ２００からのデータは、使用されているコーヒーのブレンドを識別するために使用され得る。コーヒーのブレンドを識別することは、（次のブリューサイクルのための）特定のコーヒーブレンドのためのブリューパラメーターをカスタマイズおよび最適化するために使用され得る。

特定の実施形態では、メモリーモジュール２１４は、コーヒーシグネチャ曲線またはすなわち曲線のファミリーのデータベースを備えており、プロセッサー２１２は、測定されたコーヒーシグネチャデータを曲線のデータベースと比較して、コーヒーブレンドを識別する、および／または、コーヒーブレンドが特定の群またはファミリーの中にあるかどうか判断する。

さらに、コーヒーブレンドを識別することは、コーヒーの意図したブレンドまたはブランドが特定のブリューワー装置で使用されることを確実にすることにとって重要である。コーヒーを商用セッティングで提供するためのいくつかのビジネスモデルでは、たとえば、コーヒー売り主は、ブリュー機器をコストがほとんどまたはまったくなしで供し、消耗品の販売に頼ってビジネスモデルワークをおこなう。ブリュー機器で使用されるコーヒーが売り主からのものであることを識別する能力は、そのような状況では重要である。

時間依存データはまた、メンテナンスが必要であるかどうかの診断情報を識別および提供するために使用されてもよい。たとえば、時間依存データは、粉砕されたコーヒーが所望の粒径を達成していないことを示し得、また、粉砕機のメンテナンスまたは調節が必要であることを示し得る。

上に注意されるように、使用者の味優先権は変わる。ほとんどの使用者は、たとえば、図７中の「理想」ボックス内にあるブリュードコーヒーを好むが、そのボックス内の好適な位置は、ひとりひとり異なり得る。図８に示されるように、使用者は、ブリューシステムのコントロールパネル１０６からの所望の飲料を入力９２し得ると考えられる。その入力は、所望のブリューパラメーターをある範囲内で選択するためのメカニズムを有していてもよい。たとえば、使用者は、ブリュード液体中の目標ＴＤＳを調節するために「濃さ」のレベルを選択し得る。別の例では、コントロールパネル１０６は、コントロールチャート６０（図７）などのチャートを表示し、使用者が、ブリュードコーヒー飲料についてコントロールチャート６０上の二次元位置を選択することを可能にしてもよい。それから、コントローラー２１０は、使用者入力を取得し、目標品質を達成するためにブリューパラメーターを調節する。センサーアレイ２００がブリュード液体と一致して配置されているので、ブリューシステム１００はまた、使用者に（たとえばコントロールパネル１０６上に）測定結果を報告または表示するように構成されてもよく、たとえば、測定ＴＤＳおよび／または温度を表示する、または、センサーアレイ出力とブリューパラメーターに基づいてコントロールチャート６０上の位置を表示する。

開示された装置および方法は、飲料分配システムのための、ブリュード液体ストリーム中の物理的特性の頻繁に変化する時間ベースシグネチャを感知および測定する方法および装置を述べているという点において新規かつ独特である。結果のシグネチャは次のものを提供する。ａ）最終製品インカップ飲料品質を予言するための手段。ｂ）プロセス中の飲料製造を監視するための手段と、飲料品質の調節または修正の手段。ｃ）システム１００性能およびメンテナンス必要性を監視するための手段。ｄ）コーヒーロースターやグルメお茶生産者などのブランド保全を保護するための手段。ｅ）手動または自動のいずれかのシステム１００較正を提供するための手段。

いくつかの位置の温度センサーと一緒の一つ以上の可視および非可視光波長センサーが、飲料特性たとえば温度を監視するための両方の手段を提供するために使用され得ると考えられる。特に、一つ以上の近赤外線センサーが有用であることがわかった。他の適当な考えられるセンサーは、音響センサーを含む。

同じタイプの複数センサーたとえば二つの近赤外線センサーが、重複と信号対雑音特性の改善を提供するためにアレイで使用され得る。加えて、複数の可視光センサーが使用される場合、それらは、同じ波長のものであってよく、異なるブリューストリーム特性を観察することが望まれる場合、そうでなくてよい。その現在の実施形態では、温度センサーがまた、ブリューチャンバー１３２などの機器温度を監視するために置かれる。

たとえば、本方法は次の工程を有し得る。

１）ブリュード液体ストリームが、センサーアレイ２００を、またはそのそばを、通り抜けるように構成される。

２）システム電子機器が、センサーアレイ２００の出力を捕らえる。

３）それから、知られるまたは望まれる最終バッチのための飲料品質基準（屈折計または総溶解固体など）に対して、シグネチャ比較や数のアルゴリズムやルックアップテーブルや同様物によって、時間ベースシグネチャが分析および／または相関解析される。

本発明の特定の実施形態の追加の特徴および利点は、次のものを有している。

ａ．消費者へのインカップ飲料品質の予言。ブリューシステム１００は、一貫した「ゴールドカップ」基準飲料または同様物が作られたことを確かめるための手段を提供し、たとえばメンテナンスが必要である場合にセンサーアレイ２００からの結果を他のものに警報するように構成されてもよい。

ｂ．プロセス中の監視とインカップ飲料品質を維持する調節の手段を可能にする。「ゴールドカップ」コーヒー飲料を一貫して得るために、シグネチャおよび／または分析結果を比較することと、調整をおこなうこと、たとえば、より多くの粉砕されたコーヒーを追加することや、コーヒー粉砕機１３０や温度その他を調整すること。

ｃ．システム１００メンテナンスの必要を確立するためのプロアクティブ手段を可能にする。

ｄ．ブランド保全の保護。おのおのが独特なブリューストリームシグネチャを有しているさまざまなコーヒーローストと共に本システム１００を利用する高価値ブランド。システム１００は、他のブランドまたは品質の劣るコーヒー製品が代用されたかどうか判断することができ、システム１００をシャットダウンするなど適切な動作がおこなわれ得る。

ｅ．異なるコーヒーローストやブレンドなどの異なる製品が導入される場合のシステム１００の自己較正を可能にする。

例証的実施形態が例証され説明されたが、本発明の真意および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更がおこなわれ得ることが認められるであろう。

Claims

ブリューワブル製品源と、
加熱水源と、
前記ブリューワブル製品源からブリューワブル製品を受け取り、前記加熱水源から加熱水を受け取るブリューチャンバーを備えており、前記ブリューチャンバーは、受け取った前記ブリューワブル製品および加熱水から製造されたブリュード液体を流体ストリームで分配するように構成されており、
また、前記ブリューシステムの動作をコントロールするコントローラーを備えており、前記コントローラーは、プロセッサーと入力信号ポートと出力信号ポートとメモリーモジュールを備えており、
また、前記ブリュード液体が分配されるとときに、前記流体ストリームを横取りするように配置され、固定位置において前記ブリュード液体の特性を測定するように動作可能なセンサーを備えており、前記センサーは、測定特性に対応する時間依存データを生成し、前記時間依存データを前記コントローラーに伝達する、ブリューシステム。
前記コントローラーは、前記時間依存データを使用して前記ブリューシステムの少なくとも一つのブリューパラメーターをコントロールする、請求項１のブリューシステム。
前記時間依存データは、前記ブリューチャンバーによって受け取られたブリューワブル製品の量をコントロールするために使用される、請求項２のブリューシステム。
前記コントローラーは、前記時間依存データを使用して前記ブリューワブル製品を識別する、請求項１のブリューシステム。
前記コントローラーは、前記時間依存データを使用して前記ブリューシステムを点検修理する必要があるかどうかを識別する、請求項１のブリューシステム。
前記ブリューワブル製品はコーヒーであり、前記ブリューワブル製品源はコーヒー粉砕機を備えている、請求項１のブリューシステム。
前記センサーは前記ブリュード液体中の総溶解固体を測定する、請求項６のブリューシステム。
前記ブリュード液体中の測定された前記総溶解固体を表示するための手段をさらに備えている、請求項７のブリューシステム。
前記コントローラーは前記粉砕機と信号通信状態にあり、前記コントローラーは、前記時間依存データを使用して前記粉砕機の動作をコントロールする、請求項６のブリューシステム。
前記センサーは導電率センサーを備えている、請求項１のブリューシステム。
前記ブリューチャンバーは、円筒状チャンバーを備えており、また、第一のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの開口底部端に密封して係合する下側ピストンと、第二のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの開口上側端に密封して解放可能に係合する上側ピストンアッセンブリーと、第三のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの上側開口端を超えてスライドするように動作可能なスライドアームアッセンブリーをさらに備えているブリュー群の一部である、請求項１のブリューシステム。
前記コントローラーはさらに、前記時間依存データを使用して前記ブリューワブル製品のブランドを識別する、請求項１のブリューシステム。
前記コントローラーはさらに、前記時間依存データを使用して前記コーヒーのブランドを識別する、請求項６のブリューシステム。
前記センサーによって測定された前記ブリュード液体の特性に基づいて前記ブリュード飲料の品質を表示するための手段をさらに備えている、請求項１のブリューシステム。
ブリューワブル飲料を作るための方法であり、
分量のブリューワブル製品をブリューチャンバーに供給することと、
分量の加熱水を前記ブリューチャンバーに供給することと、
前記ブリューワブル製品が前記ブリューチャンバー中の加熱水中にブリューするのを可能にしてブリュード液体を作ることと、
前記ブリュード液体の少なくとも一部を前記ブリューチャンバーから流体ストリームで押し出すことと、
前記流体ストリームが固定位置のそばを流れるときに前記固定位置において前記ブリュード液体の特性を測定し、測定特性に対応する前記流体ストリームのための時間依存データセットを生成することを備えている、方法。
前記時間依存データセットは、分配される前記ブリュード液体の品質を評価するために、コントローラーによって使用される、請求項１５の方法。
前記時間依存データセットは、ブリューシステムの少なくとも一つのブリューパラメーターをコントロールするために、コントローラーによって使用される、請求項１５の方法。
前記時間依存データセットは、ブリューワブル製品のブランドを識別するために、コントローラーによって使用される、請求項１５の方法。
前記時間依存データセットは、ブリューシステムがメンテナンスを必要としているかどうかを識別するために、コントローラーによって使用される、請求項１５の方法。
前記ブリューワブル製品はコーヒーであり、さらに、前記センサーは、前記ブリュード液体中で総溶解固体を測定する、請求項１５の方法。
コーヒー豆を粉砕機で粉砕してブリューワブル製品を作るステップと、前記時間依存データセットを使用して前記粉砕機の動作をコントロールするステップをさらに備えている、請求項２０の方法。
前記センサーは導電率計である、請求項１５の方法。
前記ブリューチャンバーは、第一のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの開口底部端に密封して係合する下側ピストンと、第二のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの開口上側端に密封して解放可能に係合する上側ピストンアッセンブリーと、第三のリニアアクチュエーターに取り付けられ、前記ブリューチャンバーの上側開口端を超えてスライドするように動作可能なスライドアームアッセンブリーをさらに備えているブリュー群の一部である、請求項１５の方法。