JP6207335B2 - 水出しコーヒー及び水出しコーヒー製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、焙煎コーヒー豆を微粉砕してなるコーヒー粉末と常温水との混合液をフィルター部で濾過してコーヒー抽出液として得られる水出しコーヒー、及び、それを製造する水出しコーヒー製造装置に関する。

焙煎コーヒー豆を常温水で抽出した水出しコーヒーは、高温の熱水で抽出したものと比べ、抽出時において香り成分の発散が抑制されつつ渋み成分や雑味成分の抽出が抑制されることから、良質な甘みと柔らかい苦みを持ったまろやかな味と豊かな香りが楽しめるものとして愛好家に好まれている。
このような水出しコーヒーを製造する従来の水出しコーヒー製造技術では、焙煎コーヒー豆を微粉砕してなるコーヒー粉末と常温水との混合液をフィルターで濾過して、水出しコーヒーを得るようにしている。更に、水出しコーヒーの抽出には、低温の常温水を利用するため、コーヒー成分を十分に抽出するためには、例えばフィルターで濾過後の抽出液を再度フィルターに循環させるなどのように、コーヒー粉末と抽出液とを長時間にわたって接触させる必要があった（例えば特許文献１を参照。）。
そこで、短時間で水出しコーヒーの抽出を行う従来の水出しコーヒー製造装置として、コーヒー粉末と常温水との混合液を減圧環境下に晒してコーヒー粉末への常温水の浸透を促進させ、その混合液を別途準備したフィルターで濾過してコーヒー成分が十分に抽出された水出しコーヒーを得るものが知られている（例えば特許文献２を参照。）。

特開平１１−２４４１４８号公報 特開２０００−０６０７３３号公報

しかしながら、コーヒー粉末と常温水との混合液を減圧環境下に晒す従来の水出しコーヒー製造装置では、混合液を濾過するために別途フィルターを準備する必要があり、更に、混合液をフィルターに移し替えるというような煩雑な作業が必要となる。
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、コーヒー成分が十分に抽出された水出しコーヒー、及び、合理的な装置構成を採用しつつ煩雑な作業を必要とすることなく短時間でそのような水出しコーヒーを得ることができる水出しコーヒー製造装置を提供する点にある。

この目的を達成するための本発明に係る水出しコーヒー製造装置は、
焙煎コーヒー豆を微粉砕してなるコーヒー粉末と常温水との混合液をフィルター部で濾過してコーヒー抽出液を得る水出しコーヒー製造装置であって、
その特徴構成は、
上部にコーヒー粉末と常温水とが投入される投入口が形成され、底部にコーヒー抽出液を払い出す払出口が形成された筒状の収容容器を備えると共に、前記フィルター部が、前記収容容器内に貯留する混合液に浸漬されて前記投入口と前記払出口とを区画する姿勢で配置され、且つ、
前記投入口及び前記払出口が開閉自在に構成され、
前記収容容器内の空気を吸引する吸引手段と、
運転を制御する運転制御手段とを備え、
前記運転制御手段が、
前記投入口を開放すると共に前記払出口を閉鎖して、前記投入口を介して前記収容容器内へのコーヒー粉末と常温水の投入を受け付ける材料投入処理を実行し、
次に、前記投入口を閉鎖した状態で、前記吸引手段を作動させて、前記収容容器内を減圧させる抽出処理を実行し、
次に、前記吸引手段を停止すると共に、前記払出口を開放する払出処理を実行し、
前記フィルター部を振動可能な振動手段を備え、
前記運転制御手段が、前記抽出処理において、前記振動手段を作動させ、
前記フィルター部が有底筒状に形成され、
前記振動手段としての超音波素子が、前記投入口を開閉する蓋部の下面に、前記投入口を前記蓋部で閉鎖した状態において前記フィルター部の上方外周縁に接触する位置に配置される点にある。
また、この目的を達成するための本発明に係る水出しコーヒーは、
焙煎コーヒー豆を微粉砕してなるコーヒー粉末と常温水との混合液をフィルター部で濾過してコーヒー抽出液として得られる水出しコーヒーであって、
その特徴構成は、
本発明に係る水出しコーヒー製造装置で製造された点にある。

本特徴構成によれば、材料投入処理において投入口から収容容器内にコーヒー粉末と常温水とを投入するだけで、抽出処理を実行してそれらコーヒー粉末と常温水との混合液を減圧環境下に晒してコーヒー粉末への常温水の浸透を促進させることができ、更には、排出処理を実行してその混合液を収容容器内に配置したフィルター部で濾過してコーヒー成分が十分に抽出されたコーヒー抽出液を水出しコーヒーとして払出口から払い出すことができる。
即ち、材料投入処理を実行することで、収容容器内に、開放された投入口から、コーヒー粉末と常温水とを投入することができる。すると、収容容器内には、混合液が貯留され、それに浸漬する状態で配置されたフィルター部の上面にコーヒー粉末が堆積することになる。
次に、抽出工程を実行することで、投入口及び排出口の両方が閉鎖され収容容器内が気密に維持された状態で、吸引手段が作動して、収容容器内が減圧される。すると、混合液の溶存空気が除去されると共に、コーヒー粉末の粒子に形成された空隙から空気が除去されることで、常温水のコーヒー粉末の浸透が促進され、結果、常温水に対してコーヒー粉末からコーヒー成分が良好に抽出され、コーヒー成分が十分に抽出されたコーヒー抽出液を短時間で生成することができる。
次に、払出工程を実行することで、払出口が開放されることで、投入口等から収容容器内への空気の導入を伴って、フィルター部により混合液からコーヒー粉末を濾過しつつ、収容容器内のコーヒー抽出液を水出しコーヒーとして払出口から払い出すことができる。
従って、本発明により、コーヒー成分が十分に抽出された水出しコーヒー、及び、合理的な装置構成を採用しつつ煩雑な作業を必要とすることなく短時間でそのような水出しコーヒーを得ることができる水出しコーヒー製造装置を提供することができる。
又、本特徴構成によれば、抽出工程を実行することで、振動手段が作動して、フィルター部が振動するので、コーヒー粉末のフィルター部への目詰まりが抑制される。よって、次の払出工程において、フィルター部に対するコーヒー抽出液の通過が促進されるので、コーヒー抽出液の収容容器内からの払い出しを迅速に行うことができる。

本発明に係る水出しコーヒー製造装置の更なる特徴構成は、
前記収容容器内へ空気を圧送する圧送手段を備え、
前記運転制御手段が、前記払出処理において、前記圧送手段を作動させて、前記収容容器内を昇圧させる点にある。

本特徴構成によれば、払出工程を実行することで、投入口及び払出口の両方が開放された状態で、圧送手段が作動して、投入口から収容容器内に強制的に空気が圧送される。すると、収容容器内の液面に係る圧力が増加するため、コーヒー粉末による目詰まりが発生するフィルター部に対するコーヒー抽出液の通過が促進されるので、コーヒー抽出液の収容容器内からの払い出しを迅速に行うことができる。

本発明に係る水出しコーヒー製造装置の更なる特徴構成は、
前記収容容器内において前記フィルター部上面に沿って撹拌翼を回転可能な撹拌手段を備え、
前記運転制御手段が、前記抽出処理において、前記撹拌手段を作動させる点にある。

本特徴構成によれば、抽出工程を実行することで、撹拌手段が作動して、収容容器内に対流が発生するので、収容容器内のフィルター部の上方においてコーヒー粉末と常温水との接触を促進し、コーヒー粉末から常温水へのコーヒー成分の抽出を促進させることができる。
更に、フィルター部の上面においてコーヒー粉末が液相とともに対流するので、コーヒー粉末のフィルター部への目詰まりが抑制される。よって、次の払出工程において、フィルター部に対するコーヒー抽出液の通過が促進されるので、コーヒー抽出液の収容容器内からの払い出しを迅速に行うことができる。

本発明に係る水出しコーヒー製造装置の更なる特徴構成は、
前記コーヒー粉末の平均粒子径が１〜１０００μｍの範囲内である点にある。

本特徴構成によれば、コーヒー豆を凍結粉砕などにより細胞レベルまで粉砕して、平均粒子径が１〜１０００μｍ、好ましくは１〜３０μｍの範囲内のコーヒー粉末を使用することで、コーヒー粉末から常温水へのコーヒー成分の抽出を促進させることができるので、一層短時間でコーヒー成分が十分に抽出されたコーヒー抽出液を得ることができる。

本実施形態の水出しコーヒー製造装置において材料投入処理でのコーヒー粉末の投入状態を示す図 本実施形態の水出しコーヒー製造装置において材料投入処理での常温水の投入状態を示す図 本実施形態の水出しコーヒー製造装置において抽出処理の状態を示す図 本実施形態の水出しコーヒー製造装置において払出処理の状態を示す図

本発明に係る水出しコーヒー及び水出しコーヒー製造装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
本実施形態の水出しコーヒー製造装置は、図１〜図４、特に図３を参照して、焙煎コーヒー豆を微粉砕してなるコーヒー粉末ＣＰと常温水Ｗとの混合液ＭＷをフィルター部２で濾過してコーヒー抽出液ＣＷを得るものであって、合理的な装置構成を採用しつつ煩雑な作業を必要とすることなく短時間でコーヒー成分が十分に抽出されたコーヒー抽出液ＣＷを得るものとして構成されている。

具体的に、収容容器１とフィルター部２とが設けられ、フィルター部２がその収容容器１内に配置されている。
収容容器１は、有底円筒状に形成された金属製の圧力容器として構成されており、図１及び図２に示すように、その上部にはコーヒー粉末ＣＰと常温水Ｗとが投入される投入口１０が形成され、更に、図４に示すように、底部にはコーヒー抽出液ＣＷを水出しコーヒーとして払い出す払出口１５が形成されている。

一方、フィルター部２は、有底円筒状に形成された金属メッシュで構成されており、図３に示すように、収容容器１内において、内壁に固定されたフィルター支持部３により支持されて、収容容器１内に貯留する混合液ＭＷに浸漬されて投入口１０と払出口１５とを区画する姿勢で配置されている。
ここで、本実施形態の水出しコーヒー製造装置では、コーヒー粉末ＣＰから常温水Ｗへのコーヒー成分の抽出を促進させるべく、細胞レベルまで粉砕されて平均粒子径が１〜３０μｍの範囲内となるコーヒー粉末ＣＰが利用される。尚、このような微小粒子径のコーヒー粉末ＣＰは、コーヒー豆を凍結粉砕することにより得ることができる。
そして、フィルター部２は、このような微小粒子径のコーヒー粉末ＣＰを濾過することができる程度の濾過精度（例えば０．８μｍ〜２４μｍ）を有するものを利用することが望ましい。
尚、コーヒー粉末の平均粒子径やフィルター部２の濾過精度は、コーヒー成分の抽出し易さ許容できる抽出時間等に合わせて適宜変更可能である。例えば、コーヒー粉末の平均粒径を１〜１０００μｍとしても構わない。

収容容器１の上部の投入口１０は、収容容器１の上部開口として構成されており、蓋部開閉用アクチュエータ４により円盤状の蓋部７を上下動作することにより、その投入口１０が開閉自在に構成されている。即ち、収容容器１の投入口１０の外周縁にはリング状のシール部６が設けられており、図３及び図４に示すように、蓋部開閉用アクチュエータ４により蓋部７を下方に位置させて蓋部７の下面がシール部６に密着すれば、投入口１０は気密状態で閉鎖されることになる。また、図１及び図２に示すように、蓋部開閉用アクチュエータ４により蓋部７を上方に位置させて蓋部７の下面がシール部６から離間すれば、投入口１０は開放されることになる。
一方、収容容器１の払出口１５は、収容容器１の底部に接続された管路として構成されており、その管路に設けられた払出口開閉弁１６が開閉動作することにより、開閉自在に構成されている。

蓋部７には、収容容器１内の空気を吸引する吸引手段としての吸引ポンプ１１と、収容容器１内へ空気を圧送する送付手段としての押込みポンプ１２とが接続されている。
即ち、投入口１０を蓋部７で閉鎖した状態において、図３に示すように、吸引ポンプ１１を作動させれば、収容容器１内の空気を吸引して外部へ排出することができ、一方、図４に示すように、押込みポンプ１２を作動させれば外部の空気を収容容器１内へ圧送することができる。

蓋部７には、収容容器１内においてフィルター部２上面に沿って撹拌翼５ｃを回転可能な撹拌手段５が設けられている。
撹拌手段５は、蓋部７の中心に固定された撹拌用モータ５ａと、その撹拌用モータ５ａにより回転駆動されて有底円筒状のフィルター部２と同軸上に配置された回転軸５ｂと、その回転軸５ｂから放射状に設けられた撹拌翼５ｃとを備える。
そして、投入口１０を蓋部７で閉鎖した状態において、図３及び図４に示すように、撹拌用モータ５ａを作動させると、撹拌翼５ｃが回転軸５ｂを中心にフィルター部２上面に沿って回転することになる。

蓋部７の下面には、フィルター部２を振動可能な振動手段として、超音波振動子８が設けられている。
即ち、超音波振動子８は、投入口１０を蓋部７で閉鎖した状態においてフィルター部２の上方外周縁に接触する位置に配置されており、その状態で作動することで、フィルター部２に対して機械的な振動を付加して、フィルター部２を振動させることができる。

更に、この水出しコーヒー製造装置には、運転を制御する運転制御手段として、コンピュータからなる制御部２０が設けられている。
そして、この制御部２０は、吸引ポンプ１１、押込みポンプ１２、撹拌用モータ５ａ、蓋部開閉用アクチュエータ４、払出口開閉弁１６の作動を制御することで、後述する材料投入処理、抽出処理、及び、払出処理を実行し、水出しコーヒーとなるコーヒー抽出液ＣＷを製造することができる。
以下、この制御部２０により実行される処理フローの詳細について説明する。

制御部２０により実行される材料投入処理では、図１及び図２に示すように、蓋部開閉用アクチュエータ４により蓋部７が上方位置に上昇されて、収容容器１の投入口１０が開放され、一方、払出口開閉弁１６が閉状態とされて収容容器１の払出口１５が閉鎖される。
この状態で、図１に示すように、投入口１０から収容容器１内にコーヒー粉末ＣＰが投入されて、そのコーヒー粉末ＣＰがフィルター部２の上面に堆積し、続いて、図２に示すように、投入口１０から収容容器１内に常温水Ｗが投入されて、その常温水Ｗが収容容器１内に貯留することになる。

続いて、制御部２０により実行される抽出処理では、図３に示すように、先ず、蓋部開閉用アクチュエータ４により蓋部７が下方位置に降下されて、収容容器１の投入口１０が閉鎖され、一方、払出口開閉弁１６はそのまま閉状態に維持されて収容容器１の払出口１５が閉鎖されたままとなり、結果、収容容器１内は気密に維持された状態となる。そして、吸引ポンプ１１の作動が開始されて、収容容器１内から空気が吸引されて外部に排出されることで、収容容器１内が減圧される。すると、収容容器１内に貯留されている常温水Ｗの溶存空気が好適に除去されると共に、コーヒー粉末ＣＰの粒子に形成された空隙から空気が好適に除去されるので、常温水Ｗのコーヒー粉末ＣＰの浸透が促進される。よって、常温水Ｗに対してコーヒー粉末ＣＰからコーヒー成分が良好に抽出され、コーヒー成分が十分に抽出されたコーヒー抽出液ＣＷが短時間で生成されることになる。

また、この抽出処理では、撹拌用モータ５ａの作動が開始されて、収容容器１内に対流が発生される。すると、収容容器１内のフィルター部２の上方においてコーヒー粉末ＣＰと常温水Ｗとの接触が促進されて、コーヒー粉末ＣＰから常温水Ｗへのコーヒー成分の抽出が一層促進されることになり、更には、フィルター部２の上面においてコーヒー粉末ＣＰが液相と共に対流するので、コーヒー粉末ＣＰのフィルター部２への目詰まりが抑制される。
更に、この抽出処理では、超音波振動子８の作動が開始されて、フィルター部２が振動される。すると、コーヒー粉末ＣＰのフィルター部２への目詰まりが一層抑制されることになる。

続いて、制御部２０により実行される払出処理では、図４に示すように、吸引ポンプ１１の作動が停止されて、収容容器１内の圧力が大気圧程度に上昇した状態で、蓋部開閉用アクチュエータ４により蓋部７が下方位置に維持されて、収容容器１の投入口１０が閉鎖されたまま、払出口開閉弁１６が開状態に切り換えられて、収容容器１の払出口１５が開放される。すると、払出口１５からコーヒー抽出液ＣＷが下方に設けた受け容器（図示省略）に払い出されることになる。
また、この払出処理では、押込みポンプ１２の作動が開始されて、外部から収容容器１内へ空気が強制的に圧送されることで、収容容器１内が昇圧される。すると、収容容器１内の液面に係る圧力が増加して、コーヒー粉末ＣＰによる目詰まりが発生するフィルター部２に対するコーヒー抽出液ＣＷの通過が促進されて、コーヒー抽出液ＣＷの払出口１５からの払い出しが迅速に行われることになる。
更に、この払出処理でも、撹拌用モータ５ａの作動が継続されて、収容容器１内に対流が発生される。すると、フィルター部２の上面においてコーヒー粉末ＣＰの対流が維持された状態となってコーヒー粉末ＣＰのフィルター部２への目詰まりが抑制されるので、結果、フィルター部２に対するコーヒー抽出液ＣＷの通過が一層促進されて、コーヒー抽出液ＣＷの払出口１５からの払い出しが一層迅速に行われることになる。
更に、この払出処理でも、超音波振動子８の作動が継続されて、フィルター部２が振動される。すると、コーヒー粉末ＣＰのフィルター部２への目詰まりが一層抑制されるので、結果、コーヒー抽出液ＣＷの払出口１５からの払い出しが一層迅速に行われることになる。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
（１）上記実施形態では、払出処理において、圧送手段としての押込みポンプ１２を作動させて、収容容器１内を昇圧させて、払出口１５からのコーヒー抽出液ＣＷの払出を迅速に行うように構成したが、自然落下によりコーヒー抽出液ＣＷを払い出す場合には、圧送手段としての押込みポンプ１２により昇圧する構成を省略しても構わない。

（２）上記実施形態では、抽出処理及び払出処理において撹拌手段５を作動させる構成を採用したが、別に、このコーヒー成分の抽出促進を行うべく抽出処理でのみ撹拌手段５を作動させたり、当該撹拌手段５を省略しても構わない。

（３）上記実施形態では、抽出処理及び払出処理において振動手段としての超音波振動子８を作動させる構成を採用したが、別に、抽出処理でのみ超音波振動子８を作動させても構わない。

本発明は、［焙煎コーヒー豆を微粉砕してなるコーヒー粉末と常温水との混合液をフィルター部で濾過してコーヒー抽出液を得る水出しコーヒー製造装置として好適に利用可能である。

１ ：収容容器
２ ：フィルター部
５ ：撹拌手段
５ｃ ：撹拌翼
７ ：蓋部
８ ：超音波振動子（振動手段）
１０ ：投入口
１１ ：吸引ポンプ（吸引手段）
１２ ：押込みポンプ（圧送手段）
１５ ：払出口
１６ ：払出口開閉弁
２０ ：制御部（運転制御手段）
ＣＰ ：コーヒー粉末
ＣＷ ：コーヒー抽出液（水出しコーヒー）
ＭＷ ：混合液
Ｗ ：常温水

Claims (5)

1. 焙煎コーヒー豆を微粉砕してなるコーヒー粉末と常温水との混合液をフィルター部で濾過してコーヒー抽出液を得る水出しコーヒー製造装置であって、
   上部にコーヒー粉末と常温水とが投入される投入口が形成され、底部にコーヒー抽出液を払い出す払出口が形成された筒状の収容容器を備えると共に、前記フィルター部が、前記収容容器内に貯留する混合液に浸漬されて前記投入口と前記払出口とを区画する姿勢で配置され、且つ、
   前記投入口及び前記払出口が開閉自在に構成され、
   前記収容容器内の空気を吸引する吸引手段と、
   運転を制御する運転制御手段とを備え、
   前記運転制御手段が、
   前記投入口を開放すると共に前記払出口を閉鎖して、前記投入口を介して前記収容容器内へのコーヒー粉末と常温水の投入を受け付ける材料投入処理を実行し、
   次に、前記投入口を閉鎖した状態で、前記吸引手段を作動させて、前記収容容器内を減圧させる抽出処理を実行し、
   次に、前記吸引手段を停止すると共に、前記払出口を開放する払出処理を実行し、
   前記フィルター部を振動可能な振動手段を備え、
   前記運転制御手段が、前記抽出処理において、前記振動手段を作動させ、
   前記フィルター部が有底筒状に形成され、
   前記振動手段としての超音波素子が、前記投入口を開閉する蓋部の下面に、前記投入口を前記蓋部で閉鎖した状態において前記フィルター部の上方外周縁に接触する位置に配置される水出しコーヒー製造装置。
2. 前記収容容器内へ空気を圧送する圧送手段を備え、
   前記運転制御手段が、前記払出処理において、前記圧送手段を作動させて、前記収容容器内を昇圧させる請求項１に記載の水出しコーヒー製造装置。
3. 前記収容容器内において前記フィルター部上面に沿って撹拌翼を回転可能な撹拌手段を備え、
   前記運転制御手段が、前記抽出処理において、前記撹拌手段を作動させる請求項１又は２に記載の水出しコーヒー製造装置。
4. 前記コーヒー粉末の平均粒子径が１〜１０００μｍの範囲内である請求項１〜３の何れか１項に記載の水出しコーヒー製造装置。
5. 焙煎コーヒー豆を微粉砕してなるコーヒー粉末と常温水との混合液をフィルター部で濾過してコーヒー抽出液として得られる水出しコーヒーであって、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の水出しコーヒー製造装置で製造された水出しコーヒー。

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