JP5197567B2 - 飲料を加圧下で調製する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、飲料を加圧下で調製する方法および装置に係り、より詳しくは、飲料販売機において、コーヒー、紅茶、ハーブ飲料等の温かい飲み物を調製するために、飲料の元となる細かく刻まれた飲材、粉砕された飲材、または水溶性の飲材を収容する調製室を用いる飲料調製システムに関する。

飲料販売機は、広く知られ、かつ用いられている。飲料販売機は、大きく２つのグループに分けられる。第１のグループは、熱湯によって抽出されたり、溶解されたりする粉砕された飲材、葉状の飲材、または水溶性の飲材を収容している使い捨て容器、ポッド、またはカートリッジを利用する。カートリッジは、使用を終えた後に廃棄される。第２のグループは、通常１つまたは２つのピストンを備え、コーヒーの粉末（または他の飲材）を用いて飲料を調製する飲料調製室を利用するものである。飲料を調製した後、残留物は廃棄される。

飲料販売機における抽出または溶解の過程を改善し、供給する飲料の品質を高めかつ安定させるための試みは、絶えずなされている。

飲材を煎じて飲料を抽出する公知の方法においては、加圧された熱湯による抽出過程に先立って、コーヒーの粉末その他の飲材を湿潤させる。この方法は、例えば特許文献１に記載されている。この文献によれば、可撓性の透水性ポッド（小袋）を、穿刺手段が固定されている飲料調製室に置く。穿刺手段は、ポッドが加圧されて飲料調製室の壁体と穿刺手段に押し付けられたときに、ポッドを穿刺する。ポッドには熱湯が供給されるが、その熱湯流は、ポッドの壁体を穿孔するに足る圧力に到達する前に遮断される。換言すれば、ポッドへ向かう熱湯の流れは、加圧される前に停止させられる。

特許文献２には、使い捨てカートリッジに収容されている水溶性の飲材から飲料を調製するためのユニットシステムが記載されている。カートリッジには、廃棄の際に、このカートリッジを収容しうる回収手段が付随している。このユニットシステムには、カートリッジから離れる飲料の流れに沿って、飲料の流れの絞り装置が設けられている。

特許文献３に記載の飲料販売機においては、熱湯を供給する過程の間は、飲料供給口は、この外径と同一またはそれよりも大きい外径を有する穿刺ロッドによって閉鎖されている。

十分な圧力に到達すると同時に開封されるカートリッジも、業界では広く知られている。

特許文献４は、熱湯を供給すると同時に発生する圧力によって底部が破れるようになっているプラスチック製カートリッジを開示している。カートリッジの底部は、これを内側に向かって開放する穿刺手段を介して、破断される。

特許文献５は、壁体に、飲料供給口を塞ぐカバーを備えた、１回だけ用いられるカートリッジを開示している。カバーは、熱湯によって加圧されると同時に破断するようになっているカートリッジに液体が流れ込んだ後に、飲料供給口を開放する。飲料供給口のカバーは、飲料を外部に放出しうるよう、カートリッジの外側に向かって開放する。

特許文献６は、キザギザの表面を有するカートリッジを、熱湯を供給することによって加圧し、この熱湯によるカートリッジ内部の加圧を、カートリッジが圧力によって開封されるまで維持する方法を開示している。

特許文献７は、熱湯をカートリッジに供給する際の圧力に耐えうる硬質プラスチック製カートリッジ内で飲料を調製する方法を開示している。熱湯の供給は、飲料の種類によって決まる時間にわたって続けられ、タイマによって制御される。加圧されたカートリッジの底部は、穿刺手段によって穿孔され、飲料は、カートリッジの外に流出する。増大する圧力に耐えうるよう、カートリッジは、「長時間にわたって高圧に耐えうる剛性を有する」ように、計算された厚さをもつ硬質のプラスチックから形成されている（第００３４段落参照）。さらに、加圧過程において、増大する圧力によってカートリッジが変形するのを避けるために、カートリッジは、液密の容器に収容しなければならない（第００５７段落参照）。

上述の各方法は、カートリッジに熱湯を供給することを必要とする。また、加圧過程は、カートリッジに飲料の供給口が形成されるまで継続することが必要である。コーヒーの粉末は、熱湯の供給から、カートリッジに飲料の供給口が形成（またはカートリッジ底部が破断もしくは穿孔）されるまでの間に、抽出または溶解される。

しかし、上述の各方法には、いくつか欠点がある。

主な問題は、飲料を抽出するための時間が、カートリッジ内部における熱湯の圧力、カートリッジ材料の特性、カートリッジの製造方法、およびカートリッジに形成される飲料供給口の設計に依存することである。したがって、飲料の抽出時間は、定数というよりも変数である。例えば、カートリッジ材料の組成、ポンプの効率、またはカートリッジの設計にわずかな変更があっただけでも、調製される飲料の特性は異なる。

したがって、飲料を抽出する過程の効率も変数であり、この効率が変化することによって、調製される飲料の品質もばらつく。

また、上記特許文献７の場合、カートリッジ底部の肉薄の領域に、飲料の供給口が形成されるが、この領域には、飲料の抽出過程前に孔が形成されることがある。

この問題を解消するため、飲料調製室から供給される飲料の流量を制御する試みがなされた。このような方法は、例えば特許文献８（弁体を飲料調製室の飲料供給口に設ける）や、欧州特許出願第０４０３１０１４．６号明細書（飲料が飲料調製室から流出する際の流量を制御するため、いくつかのパラメータを変更する）に記載されている。しかし、これらの方法は、例えば、変化しないパラメータが全体的な結果の信頼性を損うことがあるため、上述の問題を完全に解決するものではない。

もう１つの問題は、粒径が比較的大きい飲材（例えば、「アメリカンコーヒー」や「レギュラーコーヒー」用に挽かれたコーヒー粉末、カモミールティーの飲材、ハーブ飲料等）の抽出方法を改善することである。このような飲材は、エスプレッソコーヒー（抽出時の圧力は800,000〜900,000Pa（８〜９bar）の高圧である）のように、高圧で抽出することが不可能である。

したがって、飲料販売機において、飲料（特に温かい飲料）を、高い信頼性の下に、簡単かつ費用効率よく調製しうる方法と装置が求められている。また、既存のカートリッジと飲料販売機の設計を変更することなく、飲料の調製方法を改善することに対するニーズも存在する。さらに、飲料の抽出を、飲材の性質に依存する程度を少なくして行いうる方法も求められている。
欧州特許出願公開第０８７０４５７号明細書 国際公開２００２／０７６２７０号パンフレット 国際公開２００４／０３０５００号パンフレット 米国特許出願公開第５２４２７０２号明細書 国際公開２００５／０８０２２３号パンフレット 欧州特許出願公開第１５９５８１７号明細書 欧州特許出願公開第１３６４６０５号明細書 米国特許第６３８２０８３号明細書

本発明は、上述の問題を解決し、良質な飲料を供給しうる飲料販売機と飲料の調製方法を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的のために、密閉された飲料調製室に給水する過程と、前記飲料調製室を開放し、調製された飲料を、飲料調製室の飲料供給口から供給する過程とを含む飲料調製方法であって、−前記飲料調製室の第１の圧力が、少なくとも300,000Pa（３bar）に到達するまで、飲料調製室に給水する過程と、−飲料調製室への給水を遮断する過程と、−飲料調製室の内部を、密閉状態で、時間(ｔ_pump−ｔ₁)にわたって、前記第１の圧力に保持する過程と、−飲料調製室の飲料供給口を開放する過程と、−調製された飲料を供給する過程とをさらに含むことを特徴とする飲料調製方法を提供する。

本明細書においては、「圧力」とは、特に断らない限り、以下に説明するように、飲料調製室（カートリッジまたは飲料抽出室）に水を供給しうるように連結された水流サイクルにおいて、例えば、圧力センサによって検知される圧力をいう。

上記の圧力保持過程における圧力、または上記の各過程における圧力は、少なくとも300,000Pa(３bar)、好ましくは少なくとも500,000Pa(５bar)、または500,000〜1,800,000Pa(５〜１８bar)、好ましくは500,000〜1,800,000Pa(５〜１８bar)である。飲料調製室、すなわちカートリッジまたは飲料抽出室は、硬質で、しかも密閉されているため、この圧力（第１の圧力またはＰ１と呼ぶ）は、１〜６０秒間、概ね一定に保たれる。飲料調製室への給水は、特に飲料調製室が、コーヒー豆を挽いたものを収容する飲料抽出室である場合には、所望の量の飲料を供給する際に、再開される。

飲料調製室に対する給水の遮断は、（給水を再開した後）繰り返すことができる。したがって、本発明は、飲料調製室が密閉されている間に、飲料調製室へ向かう水流を、少なくとも１回遮断する（その後遮断を解く）方法を提供するものである。

飲料調製室への給水を再開する過程も、給水を遮断する過程と同様に、繰り返すことができる。すなわち、給水の遮断と再開は、複数回実行することができる。この場合、第１の(抽出)圧力Ｐ１に到達し、圧力保持時間にわたって給水を遮断した後、給水を再開すると、飲料調製室内の圧力は、第１の圧力Ｐ１のまま保たれるか、または第２の圧力Ｐ２へ増加する。ついで、第２の圧力Ｐ２は、さらなる圧力保持時間にわたって保持される（その後、もう１度、給水が再開される）。第２の圧力Ｐ２は、階段状に増加する形状の圧力曲線（圧力プロファイル）を描くよう、再び増大させることができる。

この外、給水の再開過程中に、カートリッジまたは飲料抽出室の内部を概ね一定の圧力を保つか、または圧力をごくわずかだけ増加（例えば５％を超えない程度、最大でも１０％）させるため、水を非常に短時間だけ供給することもできる。

本発明の一実施形態においては、第１の圧力（すなわち、圧力保持過程中の圧力）は、飲料調製室の開放圧力（すなわち、飲料調製室が開放されるときの圧力）よりも低い。換言すれば、本発明は、飲料調製室の内部を第１の圧力に到達させる過程と、飲料調製室内部を概ね一定の圧力に保つため、飲料調製室への給水を少なくとも１回遮断する過程と、第２の圧力（すなわち、飲料調製室を開放するのに必要な圧力）に到達させるために、飲料調製室への給水を再開する過程とを含む飲料調製方法を提供する。飲料調製室が開放するときの圧力は、一般に飲料供給時の圧力とは異なり、また異ならせることができる。

本発明のもう１つの実施形態においては、圧力保持過程中の圧力（すなわち、飲料調製室への給水を遮断中の圧力）を、一旦減少させ、その後再び増加させる。飲料供給過程における圧力プロファイルをどのようなものにするかは、所望の飲料に照らして最良の抽出モードが得られるよう、飲料調製室（すなわち、カートリッジまたは飲料抽出室）を形成している材料に従って選択する。飲料供給過程における圧力プロファイルをどのようなものにするかは、飲料調製室を開放する前に、圧力保持過程を置くこととは関係がない。

したがって、給水遮断過程もしくは圧力保持過程における第１の圧力Ｐ１、または一定の時間にわたって保持される最終的な圧力（例えばＰ２）は、飲料供給過程の際の圧力と同じにすることも、これよりも高くまたは低く設定することもできる。例えばカモミールティーを調製する場合には、カートリッジは、1,200,000Pa（１２bar）の第１の圧力Ｐ１に保持され、この圧力の下で開封される。給水を再開すると、圧力は低下し、200,000Pa（２bar）の圧力下で、飲料が供給される。

本発明は、飲料供給口を有する飲料調製室と、予め設定した圧力に到達するまで、飲料調製室に給水する手段とを備える飲料販売機であって、さらに、飲料調製室への給水を遮断し、かつ予め設定した時間が経過した後、給水を再開するようになっている手段とをさらに備えることを特徴とする飲料販売機をも提供する。

すでに述べたように、飲料調製室は、硬質のカートリッジまたは飲料抽出室である。飲料調製室としてポッドを用いずに、コーヒーの粉末を直に飲料抽出室に送り込む場合には、この飲料抽出室は、飲料販売機のタイプに応じて、少なくとも１つのピストンを備えるものとする。

飲料調製室がカートリッジまたはポッドである場合には、水の注入口のことは別として、圧力増加過程と圧力保持過程にわたって、このカートリッジまたはポッドは密封される。カートリッジは、さらに圧力を増加させる（飲料供給口が破断する）か、または穿刺手段、パーコレータ（穿孔器）、もしくは前二者を組み合わせた手段等によって開封される。

カートリッジ内部における第１の圧力、すなわち飲料抽出前の過程または圧力保持過程における圧力は、飲料調製室の開放を引き起こさないようなものとする。所定の時間にわたって圧力保持過程を維持した後、カートリッジを変形（破断）させるか、または飲料供給口を開放して、飲料を供給するために、飲料調製室を第２の圧力にする。

飲料調製室が、シリンダとピストンを備える飲料抽出室である場合には、飲料調製室の飲料供給口は、バルブ手段によって開閉される。バルブ手段を備えた飲料抽出室（例えば、米国特許第６３８２０８３号明細書に記載されているもの、およびこの明細書に公知技術として記載されているもの）は、飲料抽出室を通過する水流に抗して、飲料抽出室の飲料供給口を閉鎖し、かつ飲料供給のためにこの飲料供給口を開放することができる。

本発明に係る飲料調製方法と飲料販売機は、多くの技術的効果を奏する。まず、飲料調製の過程は、予め設定し、かつ制御することができるため、信頼性の高いものとなる。すなわち、飲料の品質を高いものに維持することができる。

飲料調製の過程は、従来よりも完成されたものとなる。なぜならば、圧力保持過程の間、すなわち、カートリッジへの給水を行なうことなく、カートリッジを一定の圧力に保持している間に、水は、飲材（コーヒー豆を挽いたものとする）を湿潤させるだけでなく、コーヒー豆の粒子の孔に浸透して、圧力下で抽出したコーヒーに、芳香、風味、感覚器官が捉えうる化合物等を、より多く抽出することができる。すなわち、本発明の飲料調製方法によれば、可溶性食物繊維の形をとるコーヒー繊維、およびこの繊維に結合しているフェノール系の芳香を形成する化合物の抽出も改善される(J.Agric.Food Chem.,2007,55(5)およびScientific American, Weekly Review, March 20, 2007参照)。

本発明の飲料調製方法において用いられる抽出時の圧力（すなわち、飲料抽出室への給水が停止しているときの第１の圧力）は、300,000〜2,000,000Pa（３〜２０bar）、好ましくは500,000〜1,500,000Pa（５〜１５bar）である。すなわち、比較的低い圧力でも、十分に効果を発揮することができる。特に、圧力保持過程における圧力が、500,000〜1,500,000Pa（５〜１５bar）のときには、良好な抽出を行なうことができる。

本発明の方法は、欧州特許出願公開第１３６４６０５号明細書に記載されているような、重く、肉厚で、かつ硬質のカートリッジを用いなくても、公知の飲料販売機において、公知のカートリッジを用いて実施することができる。また、標準的で安価なポンプ、例えば飲料販売機用としてすでに知られているポンプを使用することもできる。

本発明のもう１つの技術的効果は、飲料供給過程において、飲料抽出用の水について、従来好ましいとされてきた供給ルートを著しく減少させることができ、かつこのような供給ルートが存在しない場合でも、飲料調製室において、コーヒー豆を挽いたものを含む飲材を、熱湯に含浸させうることである。

本発明のさらに他の技術的効果は、飲料調製室から供給される飲料の流量が、飲料の品質にとって、重要なものではなくなることである。なぜなら、飲料抽出過程のほとんどが、圧力保持過程（密閉された飲料調製室内において、少なくとも300,000Pa（３bar）の圧力下で行なわれる飲料抽出前の過程）の間に行なわれるからである。

見方を変えれば、本発明の方法は、１つまたは複数のパターンで、飲料抽出前の過程を実施するものである。したがって、その後の飲料抽出過程を、飲料の種類（コーヒー、カモミールティー等）と特性（例えば、気孔率）に応じた抽出を行なうようになる前から知られている態様で行なうことができる。よって、飲料供給時の圧力は、飲料抽出前の圧力保持過程における圧力と同一にすることも、これよりも高くもしくは低くすることもできる。

換言すれば、本発明によれば、密閉された飲料調製室内において、1,200,000Pa（１２bar）の圧力下で、例えば５秒間、飲料抽出前の圧力保持過程を実施し、ついで、カートリッジ（または飲料抽出室）を開放して、コーヒーを低圧（例えば、600,000Pa（６bar））下で供給することができる。本発明の方法で調製される飲料は、1,200,000Pa（１２bar）の圧力下における飲料抽出前の圧力保持過程により、抽出の結果が改善されたものとなる。

以下に、例示的な図面を参照して、本発明の内容を詳細に説明する。

本発明の方法は、コーヒー豆を挽いたもの、紅茶の葉、ハーブ飲料の飲材、顆粒状のミルク、水溶性の飲材（コーヒー、ココア、カプチーノ、レモンティーの粉末、濃縮果汁、人工または天然の香料、シナモン等の香味粉末〉等を収容する飲料調製室を利用して実施される。

すでに説明したように、飲料調製室は、硬質のカートリッジを用いる飲料販売機や飲料抽出室を有する飲料販売機に適用される。飲料抽出室は硬質であり、可撓性のポッド、または容器に入っていない挽かれた飲材を収容している。飲料抽出室が、容器に入っていない飲材を収容するものである場合、業界で知られている飲料抽出室は、コーヒーや他の飲料を抽出するためのシリンダとピストンを備えている。

図１に示す飲料販売機１は、飲材を収容している飲料調製室２（飲料供給口３を有する）を備えている。また、飲料販売機１は、飲料調製室２に熱湯を供給するため、飲料調製室２に至る給水管６と水槽４とを含む公知の給水手段を備えている。給水管６には、ポンプ７が設けられている。ポンプ７の下流側には、バルブ８、および飲料販売機内部の水流サイクルの圧力を検知しうる圧力センサ９が設けられている。本明細書および特許請求の範囲において、圧力とは、例えば圧力センサ９によって検知される、飲料販売機内部の水流サイクルの圧力を意味する。

バルブ８と圧力センサ９は、制御ユニット（ＣＰＵ）10に接続されている。また、制御ユニット10には、タイマ11が、内蔵または接続されている。制御ユニット10は、本発明の方法に従って、すなわち、飲料調製室２へ向かう水流を遮断したり、飲料をカップへ送るために飲料調製室を開放する前または後に、水流の遮断を解いたりして、飲料調製装置１を、ポンプ７とバルブ８を含めて稼働させうるよう、プログラム制御することができる。

水温を制御するため、加熱手段（抵抗器）12が設けられている。すなわち、熱湯を用いる場合、飲料（例えばコーヒー）の調製過程において、水槽４の中で加熱手段12によって加熱された熱湯を、ポンプ７とバルブ８を介して、飲料調製室として働くカートリッジ２ｂへ送る。カートリッジ２ｂの飲料供給口（カートリッジを用いない場合には、飲料調製室２の飲料供給口３）は、最初は閉じられている。

熱湯の供給は、飲料調製室２の内部が第１の圧力Ｐ１に到達し、これが圧力センサ９によって検知されるまで続けられる。一般に、第１の圧力Ｐ１は、300,000〜2,000,000Pa（３〜20bar）であり、好ましくは500,000Pa（５bar）以上、最も好ましくは500,000〜1,500,000Pa（５〜15bar）である。飲料調製室２が第１の圧力Ｐ１に到達すると、ポンプ７が停止するか、またはバルブ８が閉鎖される（両方を行なうこともできる）。

第１の圧力Ｐ１は、必ずしも圧力センサによって検知しなくてもよい。飲料調製室の中で、例えば圧力センサによって検知される所定の圧力の下に、飲材をすべて水に含浸させるという効果は、外にも、２つの方法によって実現することができる。すなわち、所定量（飲料調製室の中で、所定の時間内に所定の圧力を得るのに十分な量）の水を飲料調製室に送る方法と、所定の時間（飲料調製室の中で、所定の時間内に所定の圧力を得るのに十分な量の水を送ることができる時間）にわたってポンプを稼働させる方法である。

ついで、カートリッジまたは飲料抽出室は、時間ｔ₁にわたって、飲料抽出の前段階（圧力保持過程）に保持される。時間ｔ₁は、通常１〜６０秒間、好ましくは２〜４０秒間、より好ましくは３または４秒間〜１５秒間、最も好ましくは５または６秒間である。

飲料調製室は、圧力保持過程の間、密閉されるため、この中に収容されている飲材は、水（抽出材）とともに、加圧された容器（またはカートリッジ）内に保持されることになる。圧力保持過程の間、水は、飲料調製室に収容されている飲材の粒子を湿潤するだけでなく、これらを透過して、飲料の成分を十分に溶解したり、抽出したりする。換言すれば、上記ｔ₁時間（例えば１〜６０秒間）にわたって、飲料の成分となる粒子を、少なくとも300,000Pa（３bar）の圧力に保持することにより、水は、飲料調製室内に収容してある化合物に到達し、飲材を均一に湿潤、含浸、および透過することができる。この過程は、数回繰り返すことができる。

飲料調製装置を飲料販売のために用いる場合には、販売にかかる時間が長くなるのを回避するため、全過程の時間を、上述の時間ｔ₁（１〜６０秒間）内に収める。一方、この飲料調製方法を、公知の抽出過程を改善するべく、工業的に用いる場合には、全体の時間をもっと長くすることができる。

圧力保持過程の終わり（例えば開始２０秒後）には、ポンプ７を再度稼働させ、バルブ８を開放して、水流を再び飲料調製室２へ向かわせる。もう１つの方法として、水流の遮断を解くことなく、カートリッジを開封することもできる。

バルブの開放過程と飲料の放出過程は、飲料調製室が開放される前または後に、第１の圧力Ｐ１（上記実施形態においては、1,200,000〜1,700,000Pa（１２〜１７bar））の下でも、これよりも高いかもしくは低い圧力の下でも行なうことができる。飲料調製室は、その構造に従って、調製された飲料を供給するために開放される。すなわち、飲料調製室は、内部の圧力増加の結果として、自然に解放されるようにすることも、機械的に開放することもできる。また、両構造を兼備させることもできる。バルブを備えた飲料抽出室の場合、バルブを開放する過程は、制御ユニットを介して、磁気、圧電効果、油圧等を利用して行なわれる。

飲料調製室が開放されると、水（または他の粒子含浸媒体）が、コーヒーの粒子から、香気とともに離脱し、その結果、室内の圧力が低下する。

上記のようにして調製された飲料は、ついで、カップＣへ送られる。

図２に示す実施形態においては、飲料調製室へ向かう水流の遮断に関する制御は、タイマを介して、すなわち圧力センサを用いずに行なう。図２においては、図１に示す要素と同一の要素には、同一の符号を付してある。

図２に示す飲料販売機においては、水槽13は、流量計14が取り付けられた給水管を介して、ポンプ７に接続されている。一方、ポンプ７は、ドリップトレー16に通ずるダクトを備えた３路バルブ15に接続されている。この３路バルブ15は、２つのバルブで代用することもできる。

３路バルブ15は、抵抗器12を含む水の加熱手段(ボイラ)17と接続されている。一方、加熱手段17は、飲料調製室２と接続されている。なお、この実施形態と後述する実施形態の変形例として、３路バルブ15を、水の加熱手段17と飲料調製室２の間に設けた飲料販売機も、本発明の技術的範囲に含まれる。

飲料調製室２は、カートリッジそのものとすることも、カートリッジを収容する容器とすることも、ピストン−シリンダタイプのものとすることもできる。

この実施形態においては、ポンプ７は、以下に説明する計時ユニット18により、制御ユニット10を介して稼働される。

第１の過程においては、３路バルブ15を介して、ポンプ７と水の加熱手段17とを結ぶ流路を開放し、他方、ドリップトレー16へ通ずるダクトを閉鎖する。その上で、ポンプ７を始動させる。さらに、計時ユニット18は、時間の計測を開始する。流量計14は、ポンプ７によって飲料調製室２へ送られる水の流量を検知し、時間ｔ_pumpが経過して、予め設定した水量が飲料調製室２に送られた後に、飲料調製室２において所望の第１の圧力Ｐ１が得られるよう、流量を制御する。

時間ｔ_pumpが経過したときに、ポンプ７を停止させる。他方、圧力保持過程が開始し、時間ｔ₁にわたって維持される。時間ｔ₁の終わり、すなわち圧力保持過程の終了時（この過程は、もう１度、時間ｔ₁（例えば２０秒間）にわたって維持されることもある）に、ポンプ７を再び始動させ、飲料調製室２を開放する。飲料の販売に係る全過程の終了時には、ポンプ７の作動は停止し、３路バルブ15は、ドリップトレー16と接続するように切り替えられる。

図３に示す実施形態は、図２に示すそれとよく似ており、同一の要素には同一の符号を付してある。図２に示す実施形態との相違点は、飲料調製室２の圧力を検知するために、圧力センサ19を使用していることと、水の加熱手段17の入口部分に、スイッチが設けられていることである。

図３に示す飲料販売機における飲料調製方法は、図１に示す飲料販売機のそれと類似している。すなわち、３路バルブ15を開放し、ポンプ７を始動させ、加熱手段７に水を供給して、熱湯を、加熱手段７から、密閉状態にある飲料調製室２へ送る。

圧力センサ19は、飲料調製室２が第１の圧力Ｐ１（圧力保持過程において実現される圧力）に到達したことを検知すると、制御ユニット10を介して、ポンプ７を停止させる信号を送る。なお、この信号は、圧力センサ19から、直接、ポンプ７へ送ることもできる。

必要な時間ｔ₁（例えば２５秒間）が経過した後、すなわち圧力保持過程の終了時に、ポンプ７は作動を再開し、飲料調製室２は開放される。

図４と図５は、それぞれ、公知の飲料調製方法と本発明に係る飲料調製方法における圧力プロファイルを示すグラフである。グラフは、本発明の飲料調製方法における各過程を明瞭に示しうるよう単純化してある。

図４に示すように、公知の方法によれば、ｔ＝ｔ_open となって、飲料調製室が開放するまで、時間の経過とともに、飲料調製室の圧力は増加する。ｔ＝ｔ_open になると、飲料調製室の圧力は、飲料を調製するための圧力に到達し、以降、ｔ＝ｔ_end となって、ポンプ７が停止し、飲料の販売に係る全過程が終了するまで、概ね一定の値を保つ（用いられる飲材と、飲材による水の吸収速度によって若干の変動はある）。

一方、図５に示すように、本発明によれば、ｔ＝ｔ_pumpとなって、飲料調製室の内部が第１の圧力Ｐ１（この図においては、500,000Pa（５bar））に到達すると、その後ｔ＝ｔ₁となるまで、この圧力Ｐ１は保持される。この実施形態においては、飲料調製室への水の供給を再開することにより、飲料調製室内の圧力は、飲料調製室が開放される時間ｔ_openに至るまで、第１の圧力Ｐ１から再度増加する。本発明に係る飲料調製方法のうちｔ＝ｔ_endに至るまでの残りの過程（すなわち、飲料供給過程）は、図４に示すそれと概ね同じである。

図８は、本発明に係る方法を実施するための他の２つの実施形態を示す。これら２つの実施形態においても、ｔ＝ｔ_pumpとなって、飲料調製室が第１の圧力Ｐ１に到達すると、ポンプ７が停止するか、またはバルブ15によって、水の流れが遮断される。一方、これらの実施形態においては、ｔ＝ｔ₁となっても、飲料調製室へ水を送るのを再開して、飲料調製室を開放するまで（ｔ＝ｔ_openのとき）、飲料調製室内の圧力を増加させることはない。すなわち、ｔ₁とｔ_openは一致する（ｔ₁＝ｔ_open）。水の流れは、概ね、飲料調製室の開放と同時に再開される。

飲料調製室内の圧力は、一点鎖線20で示すように、飲料の供給が終了するまで一定に留まるか、または実線21で示すように、カートリッジを開封したときに低下する。後者の場合、コーヒーに形成される泡の量が、非常に多くなる。

図６は、本発明のさらに他の実施形態に係る飲料販売機の構成を示す模式図であり、図７は、この飲料販売機において得られる圧力プロファイルを示すグラフである。図６に示す飲料販売機の構成は、概ね、図３に示す飲料販売機の構成に一致するが、図３に示す飲料販売機の特徴に加えて、圧力保持過程であるｔ＝ｔ_pump〜ｔ₁の間、密閉された飲料販売機２内を減圧する手段を備えている。この実施形態における圧力プロファイルは、図７に示す通りである。

この圧力プロファイルにおける圧力降下は、バルブ22と、飲料調製室２の上流側（ボイラ17と飲料調製室２の間）に位置する膨張体23とによって得られる。バルブ22は、４路バルブであり、他方、膨張体23は、ループ状である。しかし、他の構成や形状のものも、採用することができる。

この実施形態における飲料販売機は、次のようにして作動する。最初に、バルブ22を調節して、ボイラ17と飲料調製室２とを通じさせる。飲料調製室２が第１の圧力Ｐ１に到達すると、水流は遮断される。圧力保持過程の間、バルブ22は、膨張体23と飲料調製室２とを通じさせるように切り替えられ、ついで、ボイラ（または瞬間湯沸かし器）17および膨張体23、さらに膨張体23および飲料調製室２を通じさせるように切り替えられる。したがって、水流サイクルは、加圧状態に戻る（必要ならば、ポンプ７を用いる）。圧力保持過程の終了時（ｔ＝ｔ₁のとき）には、飲料調製室２へ向かう水の流れが再開され、飲料調製室２内の圧力は増加する。最後に、ｔ＝ｔ_endのときに、飲料調製室２が開放され、飲料が供給される。なお、上記の方法は、図８に示す２つの圧力制御方法のうちの一方をもって替えることもできる。

上記の実施形態においては、図７に示すような圧力降下は、シリンダとピストンを備える飲料調製室２を設け、このピストンを、飲料調製室の容積を増加させる（すなわち、飲料調製室の圧力を低下させる）ように移動させることによって得られる。ピストンは、２つ設け、別個に、モータによって駆動するのが好ましい。

次に、実施例をいくつか紹介して、本発明をより詳しく説明する。
〔実施例１：エスプレッソコーヒー〕
２つの水流サイクルにおいて、以下のパラメータからなる２つの組（本発明の方法に係るものと参照例）を、それぞれ１０回実行した。
ａ）挽いたコーヒー（主に（７５％）ロブスタ種）の重量；７ｇ
ｂ）挽いたコーヒーの平均粒径；４１２μ
ｃ）抽出に用いる熱湯の導入時の温度；９２±２℃
ｄ）飲料供給時の水流サイクルの圧力；1,200,000Pa（１２bar）
ｅ）飲料の供給量；４０cc

飲料調製室は、全実行回について、1,400MPaの曲げ弾性率（ＩＳＯ１７８に従って測定した）をもつポリプロピレンのブロックコポリマー製カートリッジ（食品仕様のもの）とした。このカートリッジは、本出願人（Tuttoespresso（イタリア国オリッジョ村））によって販売されている。カートリッジを開封してから、飲料を提供するまでの時間は、２５秒間であった。

参照例である１０個の抽出サイクルからなる組については、公知の標準的な抽出サイクルを利用し、上述のパラメータに従って、１０個のコーヒーを得た。カートリッジは、圧力が1,000,000Pa（１０bar）のときに開封された。

本発明に係る１０個の抽出サイクルからなる組においては、飲料の抽出前に、圧力保持過程を置いた。すなわち、本発明に係る飲料調製方法は、１０秒間にわたる抽出前過程を含む。この間、加圧された熱湯の供給を再開し、1,000,000Pa（１０bar）の圧力下でカートリッジを開封する前に、密封されたカートリッジ（飲料調製室）内において、コーヒーの粉末を、約500,000Pa（５bar）の圧力下に保持した。

飲料供給時の水流サイクルの圧力は、1,200,000Pa（１２bar）であった。

参照例の抽出サイクルの組と、本発明に係る抽出サイクルの組から得られたコーヒーを、１カップ分ずつ、オーブン（１０５℃）の中で、重量が減少しなくなるまで（すなわち、重量が一定になるまで）乾燥させた。ついで、乾燥した残留物の重量を、ＵＮＩ8309規格に従って計測した。

参照例の組については、乾燥残留物の重量の、初期のコーヒー重量に対する比率の平均は、２８％であった。他方、本発明の組（抽出前に加圧下で１０秒間保持したもの）については、上記比率の平均は、３３％であった（参照例に比べて、約２０％向上している）。

次に、すでに開封した１０個のカートリッジを用いて、上記と同様の参照例に係るテストを、繰り返し実施した。伝統的なエスプレッソの調製方法に則って、飲料抽出前の圧力保持過程は設けなかった。この場合、抽出したコーヒーの乾燥残留物の重量比は、２３％であった。この結果から、上記本発明の効果が、対応する参照例以外の公知の抽出方法と比べても優れたものでことが確認できる。

〔実施例２：アメリカンコーヒー〕
２つの水流サイクルにおいて、以下のパラメータからなる２つの組（本発明の方法に係るものと参照例）を、それぞれ１０回実行した。
ａ）挽いたコーヒー（主に（７５％）ロブスタ種）の重量；７ｇ
ｂ）挽いたコーヒーの平均粒径；４５２μ
ｃ）抽出に用いる熱湯の導入時の温度；９０±２℃
ｄ）飲料供給時の水流サイクルの圧力；600,000Pa（６bar）
ｅ）飲料の供給量；１１０cc

飲料調製室は、全実行回について、1,400MPaの曲げ弾性率（ＩＳＯ１７８に従って測定した）をもつポリプロピレンのブロックコポリマー製カートリッジ（食品仕様のもの）とした。このカートリッジは、本出願人（Tuttoespresso（イタリア国オリッジョ村））によって販売されている。カートリッジを開封してから、飲料を提供するまでの時間は、２５秒間であった。

参照例である１０個の抽出サイクルからなる組については、公知の標準的な抽出サイクル（すなわち飲料抽出前の過程がないサイクル）を利用し、上述のパラメータに従って、１０個のコーヒーを得た。カートリッジは、圧力が900,000Pa（９bar）のときに開封された。

本発明に係る１０個の抽出サイクルからなる組においては、飲料の抽出前に、圧力保持過程を置いた。すなわち、本発明に係る飲料調製方法は、１５秒間にわたる抽出前の過程を含む。この間、加圧された水の供給を再開し、900,000Pa（９bar）の圧力下でカートリッジを開封する前に、密封されたカートリッジ（飲料調製室）内において、コーヒーの粉末を、900,000Pa（９bar）の圧力下に保持した。

飲料の供給時には、飲料調製室２内の圧力は、直ちに600,000Pa（６bar）に低下した。この圧力は、カートリッジを開封する際の圧力よりも低い。

参照例の抽出サイクルの組と、本発明に係る抽出サイクルの組から得られたコーヒーを、１カップ分ずつ、オーブン（１０５℃）の中で、重量が減少しなくなるまで（すなわち、重量が一定になるまで）乾燥させた。ついで、乾燥した残留物の重量を、ＵＮＩ8309規格に従って計測した。

参照例の組については、乾燥残留物の重量の、初期のコーヒー重量に対する比率の平均は、３１％であった。他方、本発明の組（抽出前に加圧下で１５秒間保持したもの）については、上記比率の平均は、３５％であった（参照例に比べて、約１３％向上している）。

〔実施例３：カモミールティー〕
２つの水流サイクルにおいて、以下のパラメータからなる２つの組（本発明の方法に係るものと参照例）を、それぞれ１０回実行した。
ａ）細かく刻んだカモミールの茶葉；２．５ｇ
ｂ）抽出に用いる熱湯の導入時の温度；８５℃
ｃ）飲料供給時の水流サイクルの圧力；500,000Pa（５bar）
ｄ）飲料の供給量；１３０cc
ｅ）飲料の供給に係る時間；３０秒間

飲料調製室は、上述の実施例と同様に、カートリッジである。

参照例の１０個の抽出サイクルからなる組については、伝統的でかつ標準的な抽出を行なった。他方、本発明に係る１０個の抽出サイクルからなる組においては、飲料の抽出前に、圧力保持過程を置き、密封されたカートリッジを、開封前に、１０秒間、800,000Pa（８bar）の圧力下に保持した。

本発明の方法によって抽出されたカモミールティーは、色、味覚、および乾燥残留物の重量のいずれにおいても、参照例の抽出方法によるものに優った。一方、抽出前に圧力保持過程を置かない、参照例の方法で抽出した組のカモミールティーは、かすかに色づいた程度であった。

本発明に係る組で見られた乾燥残留物の重量の増加（すなわち、抽出量の増大）は、本発明の方法を、他の飲材（他の紅茶やハーブ）に用いた場合にも見られた。

すでに述べたように、本発明の方法によれば、飲料提供時の水流サイクル圧力に拘らず、飲材の抽出を改善することができる。別の言い方をすれば、飲料調製室を開放する際の圧力Ｐ_openは、飲材からの抽出量を高めつつ、同時に所望の飲料（例えば、泡立てたもの、または泡のないもの）を得るため、飲料販売機のユーザまたはメーカーが、飲料提供時の圧力Ｐ_dispと同じか、またはこれよりも高く、もしくは低く設定することができる。

飲料調製室を開放する際の圧力は、種々の手段によって制御することができる。飲料調製室がカートリッジまたはポッドであり、少なくとも300,000Pa（３bar）、好ましくは500,000Pa（５bar）、または1,200,000〜1,700,000Pa（１２〜１７bar）まで加圧する場合には、カートリッジまたはポッドの変形を防ぐために、これらのカートリッジまたはポッドを硬質なものとするか、または剛性の容器内に収容する。したがって、剛性の容器内に収容し、かつ容器に、ポッドを穿孔しうる穿刺手段が設けられていないのであれば、可撓性のポッドを使用することもできる。別の言い方をすれば、前述の特許文献１に記載してあるような飲料調製室は、本発明においては、用いることができない。

すでに述べたように、本発明の一実施形態においては、カートリッジは、飲料調製室の圧力をさらに増大させる（例えば500,000〜1,200,000Pa(５〜１２bar））ことによって開封される。すなわち、圧力を増大させると、カートリッジの壁体は、公知の方法によって飲料の流出口を区画する破断線に沿って、破断する。この外、カートリッジは、その壁体を、（好ましくは外側から内側へ）穿孔するよう、公知の手段により付勢される穿刺部材によって、開封することもできる。

本出願人のもう１つの出願（PCT/IB2006/003462）に記載されている実施形態においては、カートリッジは、内部が所定の圧力に達したときに、カートリッジの壁体の少なくとも１箇所を、内側に向けて突出するように作用する機械的手段と、内圧との組み合わせによって開放される。この外、カートリッジは、最初に内部を加圧し、次に機械的手段を所定の穿孔位置に向けて付勢して、開封することもできる

飲料調製室が、供給された飲材（挽かれたコーヒー等）を隙間を保って収容する、シリンダとピストンを備えた抽出室タイプのものである場合には、飲料調製室の開放は、本発明に係る抽出前の圧力保持過程の間、飲料調製室を密閉するようになっているバルブを用いて行なわれる。このバルブは、抽出前の圧力保持過程が終わると、飲料調製室内の圧力の増加により自動的に、または制御手段によって開放される。このバルブとして好ましいのは、ピエゾ効果を利用するもの、または電動式のものである。

前述のＰ_openとＰ_dispの比（Ｐ_open／Ｐ_disp比）を制御することにより、抽出によって得られる飲料の最終的な品質を調整しうることが分かった。すなわち、Ｐ_open＞Ｐ_dispのときには、飲料に、弾け易い多くの泡が形成される。したがって、「アメリカンコーヒー」や泡の多いコーヒー（すなわち、１杯分の量が多いコーヒー）、カモミールティー、強い抽出を行なう必要があるハーブ飲料が求められたときには、飲料供給時の圧力が飲料調製室開放時のそれよりも低くなるような飲料抽出サイクルが、特に好ましい。

Ｐ_open＜Ｐ_dispのときには、供給される飲料は少量となり、かつコーヒー豆に含まれていた油が抽出時に懸濁することにより得られる、泡立っているか、またはクリーム状の表層部は、均質となる。

Ｐ_open／Ｐ_disp比は、飲料の最終的な品質を制御するために調整することができる。したがって、本発明の目的は、密閉された飲料調製室で飲料を抽出する過程と、飲料調製室を開放する過程と、抽出された飲料を供給する過程とを含む飲料調製方法であって、Ｐ_open／Ｐ_disp比（Ｐ_openは飲料調製室を開放する際の飲料調製室内部の圧力であり、Ｐ_dispは飲料を飲料調製室から供給する際の飲料調製室内部の圧力である。）を、最終的に要求される飲料の性質に応じて調整することを特徴とする方法を提供することである。このＰ_open／Ｐ_disp比は、典型的には、６：１〜１：１０であり、典型的には６：１〜１：６である。

本発明の第１の実施形態に係る飲料販売機の構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る飲料販売機の構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る飲料販売機の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る飲料抽出方法と公知の飲料抽出方法における水流サイクルの圧力プロファイルを示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る飲料抽出方法と公知の飲料抽出方法における水圧サイクルの圧力プロファイルを示すグラフである。 本発明の第４の実施形態に係る飲料販売機の構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る飲料抽出方法と公知の飲料抽出方法における水圧サイクルの圧力プロファイルを示すグラフである。 本発明の第４の実施形態に係る飲料抽出方法と公知の飲料抽出方法における水圧サイクルの圧力プロファイルを示すグラフである。

符号の説明

１ 飲料販売機
２ 飲料調製室
２ｂ カートリッジ
３ 飲料供給口
４ 水槽
６ 給水管
７ ポンプ
８ バルブ
９ 圧力センサ
10 制御ユニット（ＣＰＵ）
11 タイマ
12 加熱手段（抵抗器）
13 水槽
14 流量計
15 ３路バルブ
16 ドリップトレー
17 加熱手段(ボイラ)
18 計時ユニット
19 圧力センサ
22 バルブ
23 膨張体

Claims (18)

1. 飲料調製のために、密閉された飲料調製室(2)に給水する過程と、飲料調製室(2)を開放し、調製された飲料を、飲料調製室(2)の飲料放出口(3)から供給する過程とを含む飲料調製方法であって、
   −前記飲料調製室(2)の第１の圧力(P1)が、少なくとも300,000 Pa（３bar）に到達するまで、飲料調製室(2)に給水する過程と、
   −飲料調製室(2)への給水を遮断する過程と、
   −飲料調製室(2)の内部を、密閉状態で、圧力保持時間（t_pump−t₁）にわたって、前記第１の圧力(P1)に保持する過程と、
   −飲料調製室(2)の飲料放出口(3)を開放する過程と、
   −調製された飲料を供給する過程とをさらに含むことを特徴とする飲料調製方法。
2. 前記圧力保持時間（t_pump−t₁）が経過した後に、飲料調製室(2)への給水を再開する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の飲料調製方法。
3. 前記圧力保持時間（t_pump−t₁）が経過した後に、前記飲料調製室(2)内部の圧力を増加させることを特徴とする請求項１または２に記載の飲料調製方法。
4. 前記圧力保持時間（t_pump−t₁）が経過した後に、前記飲料調製室(2)内部の圧力を減少させることを特徴とする請求項１または２に記載の飲料調製方法。
5. 前記圧力保持時間（t_pump−t₁）の間に、前記第1の圧力(P1)を少なくとも１回減少させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の飲料調製方法。
6. 前記第１の圧力(P1)は、300,000〜2,000,000 Pa（3〜20 bar）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の飲料調製方法。
7. 前記第１の圧力(P1)は、500,000〜1,700,000 Pa（5〜17 bar）であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の飲料調製方法。
8. 前記圧力保持時間（t_pump−t₁）は、１〜60秒間であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の飲料調製方法。
9. 前記圧力保持時間（t _pump −t ₁ ）は、５〜20秒間であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の飲料調製方法。
10. 前記飲料調製室(2)の出口(3)を開放するときの圧力P _open と、前記飲料調製室(2)から飲料を供給する圧力P _disp との比（P _open ／P _disp ）を、最終的な飲料の品質に応じて設定することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の飲料調製方法。
11. 前記P_open／P_disp比は、４：１〜１：４であることを特徴とする請求項10に記載の飲料調製方法。
12. 飲料放出口(3)を有する飲料調製室(2)と、この飲料調製室(2)への給水手段とを備える飲料販売機であって、請求項１〜11のいずれか１項に記載の第１の圧力(P1)が、少なくとも300,000 Pa (3bar)に到達したときに、飲料調製室(2)への給水を遮断し、予め設定された圧力保持時間（t_pump−t₁）にわたって、第1の圧力(P1)を維持する手段(7)(15)であって、圧力保持時間（t_pump−t₁）が経過した後に、給水を再開するようになっている手段(7)(15)と、圧力保持時間（t_pump−t₁）が経過した後に、飲料調製室(2)を開放する手段とをさらに備えることを特徴とする飲料販売機。
13. 前記飲料調製室(2)への給水を遮断および再開する手段(7)(15)の作動、ならびに飲料調製室(2)を開放する手段の作動を制御する手段(10)をさらに備えることを特徴とする請求項12に記載の飲料販売機。
14. 前記飲料調製室(2)内部の圧力を検知する手段(9)(19)をさらに備えることを特徴とする請求項12または13に記載の飲料販売機。
15. 前記飲料調製室(2)への給水時間を計測するタイマをさらに備えることを特徴とする請求項12〜14のいずれか１項に記載の飲料販売機。
16. 前記飲料調製室(2)は、カートリッジ(2b)であり、前記飲料調製室(2)を開放する手段は、前記カートリッジ(2b)の壁体を膨張させる手段と、この壁体の一部を穿刺する手段とからなることを特徴とする請求項12〜15のいずれか１項に記載の飲料販売機。
17. 前記飲料調製室(2)は、シリンダ、ピストン、および飲料調製室内部の圧力を調整しうるバルブを備えることを特徴とする請求項12〜15のいずれか１項に記載の飲料販売機。
18. 前記飲料調製室(2)を減圧するための手段(22)(23)をさらに備えることを特徴とする請求項12〜15のいずれか１項に記載の飲料販売機。

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