JPH06233723A - 液体による抽出装置 - Google Patents

液体による抽出装置

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JPH06233723A
JPH06233723A JP5324580A JP32458093A JPH06233723A JP H06233723 A JPH06233723 A JP H06233723A JP 5324580 A JP5324580 A JP 5324580A JP 32458093 A JP32458093 A JP 32458093A JP H06233723 A JPH06233723 A JP H06233723A
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water
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JP5324580A
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Jean-Pierre Hazan
アザン ジャン−ピエール
Jean-Louis Nagel
ナジェ ジャン−ルイ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Electronics NV
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 抽出工程を向上させる液体による抽出装置を
提供する。 【構成】 被抽出物１０例えばコーヒーを抽出する液体
による抽出装置５は、最初の分量の水を予備加湿量と、
少なくとも１回の供給量とに分配し、少なくとも１回の
供給量を、時間的に離れた少なくとも２回の工程で注が
れる手段２３，１６を具える。注がれるべき水のレベル
を連続して測定する手段２０ａ，２０ｂ，２２により、
数通りの分配プログラムを選択することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ある分量の液体を収容
する容器と、この液体の分量を示す手段と、前記分量の
液体を加熱する手段と、被抽出物及び前記分量の液体を
受けるフィルタ手段と、前記分量の液体を、時間的に離
れた少なくとも２回の工程で前記被抽出物に注がれる予
備加湿分量及び少なくとも１回の供給量に分配する分配
手段とを具える液体による抽出装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】抽出が、抽出されるべき被抽出物例えば
コーヒーに高温の液体（一般に水、場合によってはミル
ク）を加えて被抽出物の可溶性成分を抽出し、水／可溶
性成分の混合物を容器に集めることによって行われるこ
とは十分既知である。
【０００３】コーヒーの場合、通常一度に熱湯を注いで
いる。しかしながら幾つかの理由から、これは最適な方
法ではない。すなわち、コーヒー豆の粒子が最初は特
に、十分に加湿されず、膨らまされずかつ加熱されてな
く、したがって水が、コーヒーを適切に抽出されること
なく急速に通過する。可溶性成分の抽出の効率及び質を
向上させるために、複数回の工程で熱湯を注ぐことが提
案されている。このことは、独国特許公開明細書第39 0
9 626 号に記載されている。このために、抽出されるべ
き水が、予備加湿量と、最初の工程の供給量と、別の供
給量とに分配され、これらが順次注がれている。加湿す
ることは、注がれた熱湯の影響を受けてコーヒーを膨ら
ますことができる待機時間で行われる。その後、熱湯の
残りが１回又はそれ以上の工程で注がれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このために上記明細書
は、これらの操作を、熱湯によるコーヒーの抽出を可能
にする時間間隔、又は抑制する時間間隔を規定すること
により行うことが提案されている。このことは、容器中
に含まれる水の加熱時間に影響を及ぼすことにより行わ
れる。しかしながら、使用者は常に同一分量の水を消費
するわけではなく、したがって実際には幾つかの問題が
発生するおそれがあるが、上記明細書は解決策を提案し
ていない。特に、少数のカップに対する予備加湿水の最
適分量は、多数のカップに対するそれとは大幅に異なる
おそれがある。予備加湿水の分量をコーヒーの分量すな
わちコーヒーメーカに入れる水の分量に適合させる手段
は、開示されていない。本発明の目的は、抽出工程を改
善させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、前記容器中
の液体の分量を連続して測定し、前記予備加湿量及び少
なくとも１回の供給量を、前記容器中に最初に存在する
液体の分量に応じて前記液体を分配することにより規定
し、測定された液体の分量に応じて前記分配手段を制御
する手段を具える液体による抽出装置によって達成され
る。
【０００６】したがって、液体による抽出装置は、容器
中に収容される液体のレベルを測定することにより、実
行されるべき液体分配プログラムを選択する。このよう
な方法により、使用者はつまみ又はスライダによって必
要なカップの個数を示す必要がなく、かつ、カップの個
数用のセレクタを必要としない。
【０００７】現代の課題は、使用者は単に、目に見える
液体レベルが所望のカップの個数に相当するまで、容器
中に水を注ぎ、次に水の分量に相当する引いたコーヒー
豆の分量を入れるということである。適切な変換器を用
いて液体レベルを測定することにより、液体による抽出
装置は、水の分量すなわち使用者によって所望される通
常のカップの個数を決定することができる。この場合、
抽出装置の電源をオンにすることだけ要求され、液体に
よる抽出装置はこの水の分量に対する適切なプログラム
を自動的に選択する。使用者がより濃い又はより薄いコ
ーヒーに対する好みを示すことができるセレクタを、設
けてもよく、その結果、種々のプログラムが注がれる水
の分量を分配するために選択される。
【０００８】前記液体の分量を測定する手段が、前記液
体中に浸漬された少なくとも１個のプレート電極を用い
てキャパシタンスを測定し、前記少なくとも１枚のプレ
ート電極に、非水密性誘電体を被覆している。代案とし
て、前記液体の分量を測定する手段が、前記容器の壁の
外側に垂直に配置された少なくとも１個のプレート電極
を用いてキャパシタンスを測定する。液体の分量を測定
する手段は、ひずみゲージ又はシリコン圧力変換器に作
用するプレソスタット(pressostat)も具える。本発明の
好適例を、以下の実施例で詳細に説明する。
【０００９】
【実施例】図１は、非抽出物１０の抽出装置５を示す。
抽出装置５は、抵抗ヒータ１４によって加熱される液体
１３を収容する容器１２を具える。表示器１７を、容器
１２中の液体１３のレベルを示すのに使用する。水／蒸
気の状態の液体１３を、ダクト１５を介してポンプ１６
により非抽出物１０に移送する。非抽出物１０を保持す
るフィルタ手段１８は液体１３を受ける。液体１３を非
抽出物１０に通過させた後、液体１３／可溶性成分の混
合物を容器１９に集める。
【００１０】液体のレベルを測定回路２２を具える測定
手段によって測定する。測定回路２２は、例えば液体１
３中に浸漬されるとともにキャパシタンスを形成する２
枚の絶縁電極２０ａ，２０ｂに結合する。容器１２中の
液体１３のレベルに応じて、測定手段２２，２０ａ，２
０ｂは分配手段２３を動作させる。抽出装置５は機械的
なポンプ１６を有する必要がなく、この場合には、液体
１３を既知のタイプの熱ポンプにより供給する。この熱
ポンプを液体１３用の抵抗ヒータ１４によって起動させ
ているので、測定手段２２，２０ａ，２０ｂが抵抗ヒー
タ１４（接続２６）を起動させる。
【００１１】作業を開始するに際し、使用者は一定分量
の非抽出物１０をフィルタ手段１８に入れるとともに、
所望のカップの個数に相当する分量の液体を、容器１２
に注ぐ。この際の作業は、使用者が目で確認できる。最
初に、液体１３の最初のレベルHiを測定手段２２，２０
ａ，２０ｂによって決定する。分配手段２３において、
各初期レベルHi（すなわち各最初の分量Qi）を、液体１
３の分量及び待機時間長に関して、液体１３の初期量Qi
を分配するプログラムに関連させる。分配プログラムは
例えば、分配手段２３に含まれるメモリに記憶されてお
り、分配手段２３は例えばマイクロプロセッサを含む。
【００１２】この分配プログラムは、非抽出物１０に注
ぐ予備加湿量QpをレベルHiに割り当てること、待機時間
を測定すること、最後に１回又はそれ以上の供給量Qa
を、容器１３に収容されているすべての水が放出される
まで注ぐようにすることから構成されている。供給量が
複数回の場合には、容器への放出間の待機時間を測定す
る。したがって、初期量Qi（レベルHi）に対するプログ
ラムを以下のようにする。 − レベルHpの測定により決定される予備加湿量Qp、 − 待機時間Ta − レベルHa1 の測定により決定される第１の供給量Qa
1 、 − 待機時間Ta1 − 零レベルの測定により決定される第２の供給量Qa2=
Qi-(Qp+Qa1) 。
【００１３】各初期量Qiに対して、メモリに記憶された
プログラムはパラメータHp,Ta,Ha1,Ta1 を含む。プログ
ラムが進行するに従って、循環ポンプ又は加熱手段（ヒ
ートポンプ）をそれに応じて起動させる。
【００１４】上記パラメータは抽出装置のタイプに依存
することができる。これらパラメータを抽出装置の製造
者によって設定する。種々のプログラムを、地方的な好
み及び風習（コーヒー豆のグラインド等）に応じた種々
の国々に対して設定することができる。
【００１５】満足しうる精度でのレベル測定を種々の方
法で、例えばキャパシタンスを測定することにより（図
１及び図２）、又は密閉空間の圧力を測定することによ
り（図３及び図４）行うことができる。密閉空間の圧力
を測定する場合、水のレベルが変化すると空気量の変化
及びしたがって圧力の変化が生じる。この圧力変化を、
プレソスタット素子のダイヤフラムに装荷された例えば
シリコン変換器又はひずみゲージを具える圧力変換器に
よって測定することができる。
【００１６】キャパシタンス測定によって水のレベルを
測定するに当たり（図１）、水が高い誘電率を有すると
いう観点から、液体１３中に２個の剥き出しの金属電極
を浸漬することにより液体のキャパシタンスを測定する
ようにすることができる。しかしながら、この方法には
多くの予防措置が要求される。実際、コーヒーを作るの
に用いられる飲料水はイオン (Ca++, Mg++ ,Na++) を含
み、その結果このような飲料水は硬度が低い場合でさえ
かなり高い導電率を有する。したがって、飲料水のキャ
パシタンスは、キャパシタンスの測定にとって有害であ
る大きなリーク抵抗に対応する。。さらにこの方法を用
いる場合、使用者が電流の通じている部分に触ることが
できないようにする必要がある。
【００１７】反対に、電極を、好ましくは水密性誘電体
で被覆する場合、飲料水は一種の中間電極として又は２
個の電極の間に形成された二つのキャパシタンスの間の
短絡回路として作用する。
【００１８】測定された結果のキャパシタンスはこの場
合基本的には、被覆され、浸漬された電極の表面積、被
覆する誘電体の厚さ及び被覆する誘電体の誘電定数の簡
単な関数となる。
【００１９】図１において、液体１３のレベルを、液体
１３中に浸漬された２個の電極によって容量的に測定す
る。操作原理は、容器１２の外側に配置された２個の電
極２０ａ及び２０ｂ（図２）の場合と同様である。以下
の説明はこれら２種類の測定に適用される。図２の場合
には、容器１２の壁は、電極２０ｂと容器１２中の水に
よって形成されたキャパシタンスC1の誘電体を形成する
ために、絶縁性とする必要がある。同様に、電極２０
ａ、容器１２の壁及び水はキャパシタンスC2を形成す
る。二つのキャパシタンスC1及びC2を、２枚の壁を分離
する水を介して直列に配置する。その結果得られるギャ
パシタンスＣを、端子２５ａ及び２５ｂの間で測定する
ことができる。測定されるべきキャパシタンスの第２電
極として水を用いることにより、一つのみのキャパシタ
ンスC1又はC2を測定すればよい。使用者に対してこの第
２電極を絶縁するように予防措置を講じることが望まし
い。
【００２０】液体表面から突出する部分に対しては、電
極２０ａ、容器１２の壁、空気、容器１２の壁及び電極
２０ｂによって形成されたキャパシタンスの値は無視す
ることができる。測定された結果のキャパシタンスＣか
らレベルｈ及びしたがって容器１２中の液体１３の分量
を導き出せることは明らかである。
【００２１】電極を例えば、水に浸漬することができる
ように、浸漬されうる外周全体に沿ってシールされた水
密性の２枚のポリマーシートの間に挟まれた金属（アル
ミニウム）プレートで形成することができる。ポリマー
シート（例えばポリエチレン、ポリエステル、ポリイミ
ド等）をエアギャップなしに金属プレートに直接接触さ
せる。このポリマーシートによる被覆は、例えば熱融
着、パックローリング等のシーリングによって行うこと
ができる。ポリマーが被覆された電極を、耐水性接着剤
によって容器１２の内壁に接着することができる。２個
の電極を全体のキャパシタンスを増大させるために用い
る場合、２個の電極を同一の壁に接着してもよい。
【００２２】25〜75μm の厚さのポリマーフィルムを被
覆した２個の金属プレートを飲料水に浸漬して行った種
々のテストは、その結果得られるキャパシタンスの値
が、1cm 以上の２個の電極間の空間にほとんど依存しな
いことを示した。さらに、約70μm の厚さのポリイミド
フィルムを被覆した２枚のアルミニウムプレートを、水
に浸漬して行われた測定を示す図５の曲線に示すよう
に、測定感度及び線形性は良好である。2cm から10cmで
変化する水のレベル（この場合2 〜10個のカップに相当
する）に対して、測定される全体のキャパシタンスは約
80pFから420pF まで変化する。さらに、比較的軟水（図
５のｘ印で示された測定）とより硬度の高い硬水（図５
の点で示された測定）と間の差は非常に小さくなる。
【００２３】２個の電極を液体に浸漬する場合（図
１）、上述したように薄い誘電体の箔又はフィルムを２
個の電極にそれぞれシールして、キャパシタンスC1及び
C2を形成する必要がある。電極の両面を液体に浸漬する
場合、各電極は「前側」キャパシタンス及び「後側」キ
ャパシタンスを有し、これらのキャパシタンスは並列に
接続され、全体のキャパシタンス及びしたがって測定感
度が増大する。抽出装置（通常の場合「電子」コーヒー
メーカ）が主分離システム（例えば小型の変換器）を具
える場合、誘電体フィルムを非常に薄く（0.1mm 又は数
十μm ）することができる。全体のキャパシタンスはこ
の場合十分大きくなり、測定は一般的に厚い壁（数mm）
に配置された外部電極を用いる場合より感度が高くな
る。感度が高くなる場合、電極をより薄い壁部に配置す
るのに有利である。変換器が存在しない場合、安全基準
を、複数のフィルム層をパックローリングすることによ
り満たすことができる（例えば３層：１層は絶縁用、別
の２層は安全基準用）。全体の厚さは薄く（0.1 〜0.2m
m の間）維持される。
【００２４】電極を、ポリマーフィルムをパックローリ
ングされた長い可撓性金属細条で形成する場合、電極の
両端を、水の容器中でＵ字形状にして細条を配置するこ
とにより、水の容器の外部に保持することができる。そ
の結果、各電極に対して追加のフィルムにより電極の両
端の一方をシールする必要はもはやない。測定されるべ
きキャパシタンスの他方の電極を水自身で形成する。
【００２５】液体中に浸漬された２個の絶縁されたＵ字
形状の電極を、両端が水の外部に保持して使用すること
もできる。２個の電極はしたがって、上述したキャパシ
タンスの電極を形成する。
【００２６】測定手段２２によるキャパシタンスの測定
は、例えば規則的な間隔で放電電圧を測定することによ
り時定数が測定されるRC回路に測定されるキャパシタン
スを挿入することにより、又は発振周波数を測定する発
振回路に測定されるキャパシタンスを挿入することによ
り容易に実行することができる。
【００２７】液体１３のレベルを測定するために、容器
１２の低部から分岐したダクト２８によって液体１３の
容器１２に接続したプレソスタット素子２７を用いるこ
ともできる。スペース３０に閉じ込められたガスの圧力
はプレソスタット素子２７に作用し、プレソスタット素
子２７のダイヤフラムは例えばひずみゲージ３２に作用
し、ひずみゲージ３２は液体の圧力及びしたがって液体
のレベルに依存する測定信号を発生する。
【００２８】プレソスタット素子２７及びひずみゲージ
３２を具える抽出装置は、例えば気密シールされたスペ
ース３０に関連して設けられたシリコン圧力変換器に置
き換えてもよい。
【００２９】図４に示すように、ダクト２８を気密シー
ルする部材３４にシリコン圧力変換器３３を配置するこ
ともできる。この場合スペース３０を省略することがで
きる。
【００３０】他のレベル検出器を本発明の範囲内で用い
ることもできる。器具にセレクタ２９を設け（図１）、
使用者によって、得られる液体飲料の濃度に関する好み
を示すようにすることもできる。したがって、初期の液
体レベルHiが同一であっても、数セットのプログラム
を、使用者によって選択されたセレクタ２９の位置に応
じて（すなわち液体の異なる分配）実行することができ
る。選択されたプログラムにより、コーヒー飲料を最適
にすることができる。使用者がより濃い又は薄い飲料を
望む場合、使用者は等しい個数のカップに対してより多
い又は少ない量の引いたコーヒー豆を使用する。本発明
によれば、引いたコーヒー豆の量を減らすことができ、
したがってコーヒー飲料の品質を損なうことなく引いた
コーヒー豆の量を節約することができる。セレクタ２９
により使用者は、使用者がより濃い又は薄い飲料を得る
ためにより多い又は少ない量の引いたコーヒー豆を用い
たことを示すことができ、その結果適切なプログラムを
抽出装置５によって選択する。さらに、使用者によって
加えられる水の量（すなわち所望の個数のカップ）が許
容される最大量又は最小量に近い場合、セレクタ２９は
実際には水分配プログラムのみ変える。実際、水の分量
と引いたコーヒー豆の量との間の比を最適な結果が得ら
れるように変更する場合、水を異なるように分配する必
要があり、すなわち予備加湿水量及び待機時間を変更す
る必要がある。
【００３１】本発明によるセレクタは非常に有用であ
り、使用者が一人で使用する場合には不都合がほとんど
ない。単一の使用者に望まれるコーヒーの濃さはほとん
ど変わらないので、セレクタを、他人の好みに適合させ
ない限り、セレクタは、一般には所定位置に維持される
ことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液体の分量を容量的に測定する本発明の液体に
よる抽出装置の線図である。
【図２】液体の分量を容量的に測定する他の方法の線図
である。
【図３】プレソスタットにより液体の分量を測定する方
法の線図である。
【図４】シリコン圧力変換器により液体の分量を測定す
る方法の線図である。
【図５】液体のレベルの関数としてキャパシタンスの測
定を示す曲線である。
【符号の説明】
５ 抽出装置 １０ 非抽出物 １２，１９ 容器 １３ 液体 １４ 抵抗ヒータ １５，２８ ダクト １６ ポンプ １７ 表示器 １８ フィルタ手段 ２０ａ，２０ｂ 絶縁電極 ２２ 測定回路 ２３ 分配手段 ２５ａ，２５ｂ 端子 ２６ 接続 ２７ プレソスタット素子 ２９ セレクタ ３０ スペース ３２ ひずみゲージ ３３ シリコン圧力変換器 ３４ 部材 Hi レベル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン−ルイ ナジェ フランス国 94450 ブレバンヌ レジダ ンス ドゥ テルトル ４

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ある分量の液体（１３）を収容する容器
    （１２）と、 この液体の分量を示す手段（１７）と、 前記分量の液体を加熱する手段（１４）と、 被抽出物（１０）及び前記分量の液体を受けるフィルタ
    手段（１８）と、 前記分量の液体を、時間的に離れた少なくとも２回の工
    程で、前記被抽出物に注がれる予備加湿分量及び少なく
    とも１回の供給量に分配する分配手段（２３、１６）と
    を具える液体による抽出装置（５）において、 前記容器中の液体の分量を連続して測定し、前記予備加
    湿量及び少なくとも１回の供給量を、前記容器中に最初
    に存在する液体の分量に応じて前記液体を分配すること
    により規定し、測定された液体の分量に応じて前記分配
    手段を制御する手段（２０ａ，２０ｂ，２２）（２７，
    ２８，３２）（２８，３３，３４）を具えることを特徴
    とする液体による抽出装置。
  2. 【請求項２】 前記液体の分量を測定する手段が、前記
    液体中に浸漬された少なくとも１個のプレート電極（２
    ０ａ，２０ｂ）を用いてキャパシタンスを測定すること
    を特徴とする請求項１記載の液体による抽出装置。
  3. 【請求項３】 前記少なくとも１個のプレート電極に、
    非水密性誘電体を被覆したことを特徴とする請求項２記
    載の液体による抽出装置。
  4. 【請求項４】 前記液体の分量を測定する手段が、前記
    容器（１２）の壁の外側に垂直に配置された少なくとも
    １個のプレート電極（２０ａ，２０ｂ）を用いてキャパ
    シタンスを測定することを特徴とする請求項１記載の液
    体による抽出装置。
  5. 【請求項５】 前記液体の分量を測定する手段が、圧力
    変換器（２７，３２）（３３，３４）を具えることを特
    徴とする請求項１記載の液体による抽出装置。
  6. 【請求項６】 複数の分配プログラムを、液体の最初の
    １回の分量に対して選択できるセレクタ（２９）を具え
    ることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１
    項に記載の液体による抽出装置。
JP5324580A 1992-12-22 1993-12-22 液体による抽出装置 Pending JPH06233723A (ja)

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