KR100445730B1 - 수용성 음료나 식품이 밀봉된 용기를 이용한 추출방법 및그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수용성 식품이 밀봉된 용기를 이용하는 수용성 음료 및 식품 추출방법 및 동 방법을 이용한 추출기에 관한 것으로, 이 추출기는 물저장(공급)실과 물을 가열하는 가열수단, 가열수단으로 가열된 물을 공급하는 물분사기(오리피스)를 포함하는 공급수단, 밀봉된 용기를 기밀하게 잡아눌러주거나 탈착시켜주는 고정수단과 그 용기를 자동으로 개봉하는 개봉수단을 구비한다.

Description

수용성 음료나 식품이 밀봉된 용기를 이용한 추출방법 및 그 장치{An apparatus and extraction method for liquids soluble beverage or foods in sealed container}

아직까지도 가열수와 가압증기로 추출하는 식품과 음료가, 커피를 제외하고는, 그리 많이 개발되어 있는 것 같지는 않다. 그러나 이 탈수된 식품의 특성상 손쉬운 조리공정이나 빠른 숙성(Brew)공정 등 여러 가지 많은 장점을 가지고 있어 발전될 가능성이 많은 식품 분야중 하나이다.

커피는 전술한 식품 중 대표적인 음료 일 수 있으며, 많은 사람들의 기호식품이며 세계적으로 많은 사람들이 즐겨 마시고 있다. 커피를 추출하여 마시는 일반적인 방법 중 하나는, 배전(焙煎)한 커피의 원두를 분쇄하여 역삼각 원추형의 필터에 담고, 상압에서 더운물을 중력으로 흘려내려 추출하는 방법이 있는데, 커피 드립이라고 하는 추출기를 이용하여, 커피 분말을 필터위에 놓고, 가열수를 부어준다. 사용자가 한 손으로 커피받이 컵의 고리를 잡고서 식품 추출기의 필터의 위치아래 배출구 밑으로 서랍처럼 밀어 넣는다. 그 다음 추출기에 설치된 스위치를 작동시켜 가열수단이 동작을 개시하도록 한다. 물이 가열되어 커피위에 고이면 커피액이 추출되어 중력의 영향에 의하여 커피가 아래로 추출 된다.

이태리의 어느 발명가가 소위 에스프레소라고 하는 커피를 맛있게 추출방법을 발명하였는데 그 것이 널리 호응을 받아 한국에서도 이 에스프레소 커피가 폭발적인 인기를 누리며 많은 사람들이 즐기고 있다. 그것은 고압의 증기와 고온의 물로 순간적으로 커피를 용해하여 추출하는 방법이다. 그 추출하는 방법은 커피를 고은 분말로 분쇄하여, 압력을 견딜 수 있는 폐쇄된 용기에 넣고 고압의 증기와 고온의 물로써 순간적으로 추출하는 것이다. 이 경우 목적하지 않은 카페인이나 커피유 등은 나머지와 함께 잔존되고, 커피의 향은 진하게 추출되는 장점이 있다.

좋은 에스프레소 커피를 얻기 위해 결정적으로 중요한 것은 추출되어질 커피 가루의 평균 크기를 결정하는 것이다. 커피를 굵게 간다면 물이 매우 빠른 속도로 커피 가루를 통과하게 되어 커피에 함유된 물질들을 완전히 추출할 수 없게 되며 이렇게 하면 매우 묽고 향기가 거의 없는 맛없는 커피가 된다. 이와 반대로 상당히 곱게 갈은 커피는 커피 가루를 통과하는 물의 속도가 느리면 쓰고 진한 맛의 커피가 된다.

적절한 입도(粒度)를 결정하는 것은 경험적으로 조정된 모든 변수들(양, 압축, 압력, 물의 온도)이며, 15∼25초 사이에서 너무 연하지도 쓰지도 않은 에스프레소 커피를 뽑아야 한다. 커피 추출의 단계에서 물이 통과해야 하는 커피 가루의양이 너무 부족하거나 너무 많은 경우에는 사실상 커피분말이 굵게, 혹은 곱게 갈아졌을 때의 경우와 유사한 결과들을 얻게 된다.

완벽한 에스프레소 커피는 실질적으로 시각적인 측면, 향, 맛의 종합된 결과로 평가되어지지만, 재료와 추출기들을 규칙에 맞게 정확히 사용했을 경우에만 제대로 된 에스프레소가 추출된다.

섭씨 93도 정도의 뜨거운 물과 증기를, 10∼15기압의 압력을 가하여, 곱게 갈아 평편하게 다진 커피가루의 사이로 약 15초 에서 25초 사이에 빠져 나오도록 통과시키면 커피 엑기스 같은 진액 커피가 추출되는데 이 진액이 바로 에스프레소 커피이다. 이 커피는 일반 커피에서는 느낄 수 없는 독특한 커피의 맛을 느낄 수 있다.

에스프레소 커피는 가열된 물이 압축된 커피가루 층을 강제로 통과시켜 커피가 추출되는 방식을 일컫는 것이다. 에스프레소 커피는 커피원두에 포함된 당류, 카페인, 산 알카리, 단백질, 커피유지(Coffee Oils and Fats) 등의 유화(Emulsion) 및 콜로이드 형태로 변화된 것과 커피 미분의 분산액, 이산화 탄소의 거품 등의 복합물이다.

고압으로 추출하였기 때문에, 원두에 포함되어있던 약 20%의 커피유가 유화되어지며 커피향이 그 유ㆍ지방(油ㆍ脂肪)에 함축되어 녹아진다. 이 커피유는 추출된 커피에 유화되어져 있거나 콜로이드 형태로 잔존하는데, 일반적인 추출 방법 보다 더욱 풍부한 커피 향을 전달하여준다.

에스프레소 커피에는 필터 드립식 커피와는 달리 커피 자체에서 생기는 황금색의 크레마(Crema)가 형성 되는데 완벽한 크레마의 형성 여부에 따라 커피의 맛이 달라지게 된다. 크레마란 신선하게 잘 추출된 에스프레소 맨 위에 떠있는 금갈색 거품을 말한다. 추출과정에서 커피 유ㆍ지방이 크레마로 변화하는 것이며 두께는 3-4mm 정도이어야 한다. 에스프레소의 풍부한 향과 독특한 달콤함은 크레마에서 나온다.

커피의 맛과 향은 커피 제조 과정에서 커피를 뽑는 사람이 작업중에 다양한 방법으로 여러차례 변형하는 수천개의 미세한 분자들에 달려 있다. 커피는 뽑고 난 직후에 향이 강해야 하나 맡는 사람이 편안하게 느껴야 하며, 달콤하면서도 짙고 확실하게 퍼져야 한다. 그러나 타는 듯한 냄새이거나 나무냄새 혹은 담배냄새 같아서는 안된다.

완벽한 커피는 단맛과 쓴맛의 성분이 적절히 균형 잡힌 커피를 시음(설탕을 넣지 않음)해보면 알 수 있다. 이상적인 커피는 '탄' 느낌을 주지 않으면서, 특히 맛본 후에 입안에 씁쓸한 뒷맛이 남지 않아야 한다.

또한, 수용성 여과 식품의 경우, 추출기는 조리될 식품의 유형에 따라 조리조건이 다르겠지만, 일반적으로, 물과 수증기가 가열되어 펌프에 의해 오리피스를 통하여 밀봉용기로 펌핑된다. 이 경우 물은 오리피스를 통해 추출하기에 적당하도록 분말화된 내용물위에 증기의 형태로 공급되어 내용물이 추출된다. 이 경우 용기의 크기, 물과 증기의 필요량, 압력, 추출시간, 내용물의 종류 등 프로그램으로 약속된 조건대로 조리한다.

또한, 이러한 에스프레소 커피를 추출하는 방법과 기계가 아직도 전문가에게만 운영되며 보편화 되지 않은 주요한 이유는 일반 사용자들에게 수동식 추출기가 매우 비싸고 추출 방법이 복잡하고 불편하여 손이 많이 간다는 데에 원인을 찾을 수 있다. 고로, 카트리지 같은 밀봉 용기에 커피를 포장하여 간단하게 추출 하는 방식이 시도되고 있다.

커피 등 수용성 식품의 포장에 밀봉 용기를 이용하는 데에는 몇 가지 이유가 있는데, 특히, 가압 추출하는 에스프레소타입 커피 음료를 제조하는 분야에서, 그 다수의 이유로는, 즉 추출 공정의 단순화로 인한 사용상의 편리, 얻어진 식품(커피)의 균일한 품질관리 위생적 추출환경의 유지, 최적의 식품(커피) 보존 및 추출조건과 맛의 양호한 재현성이 존재한다. 가용할 수 있는 수많은 밀봉 방법과 용기 가운데, 실제로는 분사된 수압의 효과에 의해서 개방되는 밀폐식 용기만이 상술한 여러조건을 사실상 충족시키고 있다.

미국 특허 US2968570(GB938727)은, 2개의 격실을 형성하는 내부 필터를 구비하며, 추출전 그 상부 및 하부면을 관통하는 시스템에 의해서 추출되도록 한 카트리지를 기술하고 있다. 이 카트리지를 이용한 추출기의 단점은, 상기 면의 두께로 인하여 추출시의 완벽한 청결과 추출의 완료를 용이하게 실현하지 못하는 비교적 위험한 관통시스템의 사용을 필요로 한다는 점이다.

미국 특허 US5236302(CH705293)와 US5948455, 대한민국 특허 20-2998-0245425의 카트리지는 압력의 영향하에 우선적으로 파열되도록 되어 있다. 이 특허의 특성인 카트리지의 개봉이 정확하게 재현 가능하려면 사용된 재료들이 매우 정교하게 처리되어야 하므로 카트리지의 가격과 사용의 복잡성이 증가하는 단점이 있다. 미국 특허 출원 US3002/0025768A1은 상기 특허들보다 개량된 모습을 보여주는데, 하부에 발포된 층을 가지고 있어서 추출액이나 잔존물의 역류를 막아주는 특징이 있다. 역시 강제적으로 하부를 뚫어서 배출구를 마련해야 하는 방식이다.

이들 용기를 사용하는 몇몇 장치는 카트리지를 삽입후 외부의 물리적인 힘이나 내부로 주입된 수압에 의해 파열되는 박약부(Weakened Zone)가 설계되어 있다. 이러한 방법은, 밀봉용기가 바르게 개봉되도록 하기위하여, 용기에 사용된 재료가 매우 정밀하게 다루어져야 되기 때문에 용기의 가공 공정을 복잡하게 하고 비용이 고가가 되게 한다는 단점이 있다. 당연하게도 개봉 및 추출 불량율이 높을 가능성이 많이 내재되어있다. 이러한 종류의 용기는 그 개방장치에 특징이 있다.

위에 기술한 기존의 특허들, 즉, 전술한 특허용기를 이용한 추출 장치들은 초기에 기계적 작용으로 하부막에 박약부를 형성시키고, 그 후 용기가 분사된 수압의 작용하에서 이 박약부의 파열로 개방되는 추출 공정에 이용된다. 그러나 이러한 타입의 공정은 많은 단점을 내포하고 있다. 특히 이러한 용기를 이용한 장치는 제조상 난점이 있는데, 그 이유는 용기의 두께가 수백 미크론 정도이고, 박약부의 파열이 첨단 부분을 가진 파열 수단에 부착된 스프링력 등에 의존하기 때문에 매우 정밀한 작업이다. 만일 스프링력이 너무 크게 되면 얇은 용기가 완전히 개방될 위험이 있는 반면에 스프링력이 너무 약하면 막에 어떠한 예비적 박약부 형성도 쉽지 않게 된다. 따라서 2가지의 주된 공정, 즉 순서대로 기계적 작용에 의한 포장 용기의 박약부 형성 작업 및 그에 따른 용기의 개방작업은 조절하기가 매우 곤란하여 재현성이 매우 낮다. 또한 전술한 특허들은 배출구를 통한 내용물의 배출과 장치의청결에 관하여서는 아무런 언급이 없다. 동시에, 밀봉용기가 단순히 파열되는 것만으로는 모든 용기로부터의 액체의 균일한 흐름을 보장할 수 없다는 사실을 알 수 있다. 더욱이, 배출구를 확보하기 위하여 마련된, 밑면 박약화의 구성요소들은 절단용 또는 통공(Thru Hole)용 구성 요소로서, 이 구성요소를 잘못 취급할 경우는 작업자에게 해를 끼치거나 위험한 경우도 있다.

본 발명자의 출원 20-3002-0008273과 출원 20-3002-0022291은 원주형(Cylinder), 절두원추형(Fruostum) 및 반구형(Hemisphere)의 밀봉 용기에 관하여 제안하였다. 조립이 가능하며 재사용이 가능한 것과 하부에 배출구를 구비하고 차단막을 부착한데에 특징이 있다. 본 발명에 이용하는 상기 출원의 밀봉 용기는, 전술한 문제점을 고려하여, 용기의 하부에 미리 마련된 배출구와 그 배출구를 봉쇄한 차단막, 그리고 그 차단막의 개봉 시스템에 특징이 있다.

본 발명은, 본 발명자의 특허출원 20-3002-0022291 "액상식품 추출용 밀봉 용기"에 출원된 용기를 이용한 수용성 식품의 추출방법, 특히, 내부에 음료를 제조하기 위한 한가지 이상의 물질을 담고 있는 밀봉용기를 자동으로 추출하기 위한 방법 및 동 방법을 이용한 추출기에 관한 것으로;

a. 전술한 추출기는 물저장실과 밀봉된 용기를 잡아눌러주는 고정수단과 그 용기를 자동으로 개봉하는 개봉수단, 물을 가열하는 가열수단, 물저장실로부터 공급되어 가열된 물과 증기를 용기내부로 공급하는 공급수단을 구비한다. 이는 내용물을 추출하기 위하여, 물과 증기의 혼합체가 1∼30 기압의 압력으로 밀봉용기에분사되어, 상기 용기내부의 내용물이 압력하에서 추출되어진 후, 용기가 고정수단으로부터 제거 될 수 있도록 한 공정과 방법에 관한 것이다.

b. 이 방법은 특히 미리 구비된 배출구를 가진 밀봉용기를 이용하는 방법으로서, 기존에 널리 쓰이는 수동식 에스프레소 커피 추출기의 추출 방식과 동일한 방법이다. 따라서, 본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 모든 단점들이 제거되고, 밀봉용기 개방의 정확성, 얻어진 제품의 균일한 품질, 배출구를 제외한 밀봉용기의 외부로 내용물이 흐르지 않도록 하는 특징이 있어, 장치의 위생과 청결에 상당히 주의를 기울인 추출 방법 및 동 장치를 제공하는데 있다.

c. 본 발명은, 특히, 에스프레소 커피 추출기로 사용되는 경우에, 배출구를 구비하고 있는 밀봉용기, 용기의 고정수단, 고정수단에 자동적으로 용기를 삽입하는 수단, 물과 증기를 가압하여 용기의 내부에 분사하는 수단, 전술한 수단을 이용하는 밀봉용기 지지대에 고정된 밀봉용기 및 밀봉용기 고정수단을 포함하는 공정, 통상적으로 이용하고 있는 일반적인 에스프레소 기계에서 수행될 수 있는 연속적인 추출단계를 설명함으로써 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.

[도면] 1은 본 발명의 밀봉용기 추출기의 전체적인 모습을 보여준다.

[도면] 2의 [도2a], [도2b], [도2c], [도2d], [도2i], [도2j] 및 [도2k]는 본 발명에 이용될 수 있는 용기의 다양하며 구체적인 모습을 보여준다. 또한 [도2f]와 [도2g]는 몸체 혹은 덮개에 위치한 배출구에 차단막이 부착된 모습을 확대하여 보여준다. [도2h]는 차단막, 고리 및 걸이구멍을 보여준다.

[도면] 3의 [도3a]는 추출기의 고정수단에 삽입된 용기의 모습을 보여준다. [도3b], [도3c] 및 [도3d]는 차단막이 고리걸이의 걸이쇠에 걸려서 용기로부터 떼어지는 모습을 순서대로 보여준다.

[도면] 4는 본 발명의 추출기의 추출 공정의 단계에 대한 흐름도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 간단한 설명＞

10 추출기 20 밀봉 용기

21 몸체 22 덮개

23 턱 24 차단막

25 고리(Grip) 26 걸이구멍(고리걸이 삽입구)

27 배출구 28 오리피스(물분사기) 주입구

29 홈 30 물저장(공급)실

40 가열수단 50 공급(펌핑)수단

51 펌프 53 오리피스

60 고정수단 61 지지대(Base)

63 잠금뭉치(Lock) 70 개봉수단

71 고리걸이 73 걸이쇠(고리걸이 "L"자)

80 탈착 시스템

우선, 본 발명의 추출기에 이용되는 밀봉용기(20)의 소개 및 용어 정의로부터 시작하여 관련 장비와 그 장비의 기능에 대하여 설명한다.

a. 밀봉용기(20) :

본 발명의 추출기(10)에 이용되는 밀봉용기(20)는, [도면] 2에 도시된 바와 같이, 몸체(21)와 덮개(22) 두 부분으로 구성되어 있는 원주(Cylinder),절두원추(Fruostum) 혹은 반구(Hemisphere) 형태를 한 용기(20)로서, 그 몸체(21) 한쪽 끝에는 턱(23)이 달려있고, 덮개(22)의 테두리 지름이 턱(23)의 지름과 동일하게 구성되어 있어 그 턱(23)과 덮개(22)의 테두리가 함께 부착되 밀봉되어 있으며, 용기(20)의 길이와 지름(Length by Diameter)의 비가 0.25(1/4)∼4이며, 성형이 가능한 가요성 소재 혹은 금속 재료로 형성되며, 기호식품류를 담기에 적당하며, 그 기호식품은 소정의 추출기(10)로부터 공급된, 가열된 물과 수증기의 압력하에서 내용물이 추출될 수 있도록 설계되고, 용기(20)의 몸체(21)와 덮개(22) 중 하나에 주입구를 내어, 내용물의 추출시 수증기와 물을 공급 하는 오리피스(53)를 삽입하여, 고압의 수증기를 불어 넣을 수 있도록 설계되어 있고, 그 주입구의 반대편에는 작은 직경을 가진 배출구(27)가 많이 나 있어 추출액을 배출 시킬 수 있도록 되어있고, 그 배출구(27)에는 산소 및 유체의 흐름을 차단시킬 수 있도록 차단막(24)이 부착되어 밀봉되어 있으며, 그 차단막(24)은 사용시 제거하여 유체의 흐름을 허용하도록 되어있는 원주형, 절두원추형 혹은 반구형 밀봉용기(20)이다.

전술한 밀봉용기(20)의 배출구(27)에는 차단막(24)이 부착되어있고 그 차단막(24)은 떼어내기 쉽도록 고리(25[Grip])가 달려 있다. 그 고리(25)에는 손이나 혹은 자동 기계로 걸어서 잡아당겨 떼어내기 위한 걸이구멍(26)이 나있다. 고리(25)는 배출구(27)에 대하여 수평일 수 도 있고, 떼어내기 쉽게 하기 위하여 직각으로 세워 부착 할 수 도 있다.

차단막(24)의 지름[R2 혹은 R4]은 배출구(27)를 충분히 덮어 밀봉 할 수 있는 크기로서, 덮개(22)에 배출구(27)가 개설되어 있는 용기(20)의 경우는 덮개(22)의 지름[R1] 보다 적은 크기[R2]로 구성되며, 몸체(21)에 배출구(27)가 개설되어 있는 용기(20)의 경우는 몸체(21)의 지름[R2 혹은 R3] 보다 적은 크기[R4]로 구성된다.

용기(20)는, [도면] 2에 도시된바와 같이, 원주(Cylinder), 절두원추(Fruostum) 혹은 반구(Hemisphere) 형태를 하거나 역절두원추(Reverse-Fruostum) 혹은 역반구(Reverse-Hemisphere) 형태를 할 수 있지만, 그 단면형상은 반드시 원형일 필요는 없다.

밀봉용기(20)의 크기는 다양한 모양과 크기를 할 수 있지만, 특히 에스프레소 커피용일 경우 높이 20∼60mm 에 대하여 25∼200mm가 바람직하다. 배출구(27)측은 편평하거나 수평면상에 위치할 필요는 없다. 제조공정상 또는 특정의 용도상 편리하다면 여타의 원형이나 타원형 등의 형상도 가능하다.

b. 물저장[공급]실(30) :

물을 저장하였다가 가열수단(40)에 공급하여 주는 창고기능을 하여주는 단순한 장치이다. 물저장실은 추출기(10)의 위나 옆에 위치 할 수 있고, 이는 투명재료로 만들어질 수 있어서 사용자가 언제든지 물의 수준을 볼 수 있고 알맞은 때에 물을 채울 수 있다. 일반적으로 물저장실은 사용자에 의해 이동될 수 있고 세척될 수 있으며, 보통 뚜껑을 갖추고 있다.

c. 가열수단(40) :

추출시 공급되는 물과 증기의 온도, 압력 그리고 공급되는 물의 양 등 추출환경과 조건은 목적한 수준의 추출물의 획득에 매우 중요한 영향을 끼친다. 일반적인 예로서 커피 추출기(10[Coffee Drip])의 경우, 물은 상승튜브를 통해 증기의 형태로 공급되나, 다시 응축되어 고온의 액체로 식품(커피)에 도달한 후, 대기압하에서 중력의 영향으로 필터를 통해 천천히 통과한다. 본 발명의 추출기(10)에 이용하는 가열수단(40)은 신속하게 반응하는 가열장치를 사용하여 오리피스(53)로 향하는 통로 및 주변 설비로부터 손실되는 열에너지량을 최소화시켜 정확하고 일정한 온도의 가열수 및 증기를 공급하는 것이 바람직하며, 그것이 소정의 압력을 가진 것에 특징이 있다. 가열수와 증기가 계속적으로 일정하게 공급되어야함으로 연속유동 가열기를 사용함이 바람직하다. 전술한 연속유동 가열기는, 전기가열장치에 구비되는 다층튜브가 감긴 형태가 바람직하다.

추출에 일정한 재현성을 얻을 수 있도록, 적절한 가열수단(40)을 구성하기 위하여, 목적에 부합하는 물과 증기의 수요량에 충분한 가열 용량과 예열 시스템을 마련하는 것과 후술 될 마이크로프로세서를 포함한 회로와 온도, 압력 및 유체 용량센서를 구비할 수 도 있다.

d. 공급수단(50) :

물은 물저장실로부터 호스나 튜브를 이용한 물 통로를 통하여 가열수단(40)으로 전달된다. 가열수단(40)으로 전달 된 물은 연속유동 가열기에서 90℃ 이상의 내용물의 추출에 적절한 온도로 가열되거나 수증기로 증발되어져 그 다음 공정으로 공급된다.

공급수단(50)은 물저장실의 물을 가열수단(40)으로 전달하고, 가열수단(40)에서 가열된 가열수 및 증기를 일정한 압력으로 조절하여 용기(20)로 일정한 양을공급하여 주는 펌핑기능으로서, 가열수와 증기는 공급수단(50)에 의하여 소정의 압력으로 오리피스(53)를 통하여 용기(20)의 내부로 뿜어진다. 용기(20)로 뿜어진 가열수 및 내용물에 응축된 증기는 내용물을 추출하고, 추출된 추출액은 중력의 영향으로 아래쪽을 향하므로, 오리피스(53)는 식품 추출기(10)의 상부에 위치하여 용기(20)의 상부에서 하부로 뿜는 것이 바람직하다.

오리피스(53)의 경우, 턱(23)이 완전히 밀폐되었을 경우만 가동이 되도록 기계적으로 프로그램 되어있는데, 고정수단(60)이 완전히 밀폐되어있을 경우만 뜨거운 물이 오리피스(53)를 통하여 용기(20)내로 흘러 들어가는 반면, 고정수단(60)이 열려져(용기의 상부위치에)있고 개방되어 있으면 물은 배출 되지 않는다.

공급수단(50)은 가열수와 증기를 뿜어주는 오리피스(53)를 포함한다. 일정한 온도, 정확한 양, 소정 압력의 물과 증기를 공급하기 위하여 공급수단(50)의 전후에 열 혹은 가열수를 저장하는 완충장치(Buffer)를 구비 할 수 도 있다.

e. 고정수단(60) :

삽입될 용기(20)의 외경[R2]과 턱(23[R1])에 맞게, 특히 에스프레소 커피 추출용 밀봉용기(20)에 있어서는, 바람직하게는 높이 20∼60mm에 대하여 25∼200mm의 외경을 한 용기에 대응하는 형상에 맞게 용기(20)를 수용하며, 삽입된 용기(20)의 턱(23)의 위ㆍ아래를 강하게 잡아눌러(押着) 오리피스(53)와 용기(20)의 사이를 밀폐된 환경을 만들어, 추출시 오리피스(53)로부터 나온 가열수와 증기압력의 전부를 용기(20)내로 전달 할 수 있는 기밀(Air Tight)한 환경으로 만들어주는 장치.

고정수단(60)에는 지지대(61[Base])와 잠금뭉치(63[Lock])가 있는데,지지대(61)와 잠금뭉치(63)는 금속 혹은 프라스틱으로 구성될 수 있으나 용기(20)의 턱(23)과 접합되는 부분에 있어서는 탄력성이 있는 내마모성 재질을 사용하여 지지대(61)와 잠금뭉치(63)가 밀착되어 기밀한 환경을 만들어주어, 오리피스(53)에서 가열수와 증기를 용기(20)내로 뿜어낼 때도 그 가열수나 증기가 용기(20) 바닥에 있는 배출구(27)를 제외하고는 밖으로 새지 않도록 하여준다.

밀봉용기(20)가 오리피스(53)로부터 도입된 압력의 영향을 받을 경우에는 용기(20)의 턱(23)은 지지대(61)와 잠금뭉치(63)에 밀착되어서 용기(20)의 지지수단으로서의 역할로서 힘을 분담한다.

지지대(61)와 잠금뭉치(63)의 접합부분에 밀폐제(Sealer)로 쓸수 있는 소재로는 탄력성을 가지고 내열성과 내마모성을 가진 소재로서는 여러 가지를 들 수 있으나, 특히 실리콘 고무, 우레탄 고무, 폴리이미드 수지 쉬이트 등을 사용할 수 있다.

이 고정수단(60)에 속한 장치들, 즉, 장치는 물과 증기를 분사하는 오리피스(53), 상기 오리피스(53)의 아래에 위치한 탈착 기능을 가지고 있는 밀봉용기(20) 고정수단(60), 추출될 밀봉용기(20)를 수용하는 지지대(61)와 잠금뭉치(63) 등, 고정수단(60)의 주변기기와 상호작동하여, 용기(20)를 고정수단(60)에 자동 삽입, 추출, 배출 및 분리하여 제거 할 수 있도록 하며, 그 밀봉용기(20)를 고정수단(60)의 제위치로 유지시켜 추출공정중이나 추출 후에도, 용기 바닥의 배출구(27) 이외로 유체의 누출을 방지할 수 있도록 하여준다. 본 발명에 따른 밀봉용기(20) 고정수단(60)은 원주, 절두원추, 반구 및 역절두원추 와역반구형 밀봉용기(20) 등을 수용하여 함께 사용될 수 있다.

전술한 모든 형태의 용기(20)의 경우에도 용기(20) 고정수단(60)의 내부형상과 지지대(61) 및 잠금뭉치(63) 등은 추출될 밀봉용기(20)의 턱(23)과 외측형상에 대응하는 모양을 가지고 있어, 밀봉용기(20) 고정수단(60)인 지지대(61)와 잠금뭉치(63)는 쉽게 잠금과 해지가 가능하도록 되어 있다.

자동판매기 등 자동추출기(10)의 경우, 고정수단(60)에 용기(20)의 자동 탈착(Insert and Release) 시스템을 추가로 구비한다. 이것은 구체적으로 후술 되지만, 여러개의 용기(20)를 규칙적으로 담아 놓은 메거진(Magazine-자동 탄창 같은 기능을 하는) 등으로부터, 용기(20)가 고정수단(60)으로 자동 탈착 및 분리 될 수 있는 수단을 의미한다.

f. 개봉수단(70) :

용기(20) 바닥의 배출구(27)에는 차단막(24)이 부착되어 배출구(27)가 밀봉되어 있다. 이 차단막(24)은 소정의 접착제로 용기(20)에 부착되어 있고, 그 접착제는 사용시 차단막(24)을 떼어낼 수 있도록 접착력을 조정하여 놓았다. 사용된 접착제의 접착력은, 용기(20)의 보관시에는 내용물의 보관에 충분하도록 기밀한 상태를 유지시켜 줄 수 있는 강도를 가지고 있으나, 사용시 차단막(24)을 떼어내더라도 용기(20)에 손상이 가거나 용기(20)의 형태가 변할 정도로 강력하지는 않다.

차단막(24)은 손으로도 떼어낼 수 있다. 자동판매기 등 자동추출기(10)에서는 기계적으로 떼어낼 필요가 있다. [도면] 2h에 도시된바와 같이, 기계적으로 쉽게 떼어낼 수 있도록, 차단막(24)에는 걸이구멍(26)이 뚫려 있는 고리(25)가 달려있다. 차단막(24)은 고리(25)를 걸어 잡아당겨서 찢어지지 않을 정도의 충분한 파열강도를 가진 재료를 사용하였고, 접착제의 접착강도보다 차단막(24)에 부착된 고리(25)의 파열강도가 크기 때문에, 개봉시 차단막(24)은 파열되지 않고 차단막(24)이 용기(20)로부터 떼어진다.

자동추출기(10)는 밀봉용기(20)를 연속적으로 간단하게 추출할 목적으로 마련된다. 연속 추출을 하기 위하여서는, 용기(20)가 규칙적으로 일정하게 추출기(10)에 공급되고 고정수단(60)에 정확하게 위치하여야 함을 전제로 한다. 용기(20)가 추출기(10)에 규칙적으로 공급되게 하기위하여 메가진(Magazine) 등 별도의 공급기가 필요하다.

용기(20)에는 고리(25)의 방향을 확인할 수 있는 위치확인용 홈(29)이 파져있다. 메가진은 전술한 위치확인용 홈(29)을 이용하여, 일정한 방향으로 정확하게 위치한 용기(20)를 고정수단(60)으로 공급하여준다.

본 발명에 이용되는 용기(20)의 차단막(24)을 기계적으로 떼어내기 위하여, 본 발명의 추출기(10)는 걸이쇠(73)를 가진 고리걸이(71)를 구비한다. 고리걸이(71)를 포함한 개봉수단(70)은 일정한 방향으로 위치하여 공급되는 고리(25)와 그 걸이구멍(26)의 위치를 활용하여 매 추출시마다 용기(20)에 부착된 차단막(24)을 기계적으로 개봉 할 수 있도록 하여준다.

고리걸이(71)의 끝에는 고리(25)의 끝에 위치한 걸이구멍(26)에 맞도록 되어있는 "L"자형태의 걸이쇠(73)를 마련하고 그 걸이쇠(73)가 고리(25)의 걸이구멍(26)을 걸어 잡아당겨 떼어질 수 있도록 한다.

g. 기저부(Base) :

기저는 소정의 무게를 가지고 있어서, 추출 공정중 혹은 그 이후에도 추출기(10)가 안정되게 하여준다. 추출된 추출액이 담겨질 컵은 기저부의 위에 놓여있다. 컵이 놓여지는 곳은 용기가 고정된 지지대(61)의 아래에 놓여 배출구(27)를 통한 추출물을 담을 수 있도록 되어 있으며, 배출구(27)와 컵사이의 거리는 너무 가깝거나 멀지 않아야 하며, 만약 그렇지 않으면 후술될 크레마[Crema] 거품이 생기지 않는다.

고정수단(60)은 통상적으로 기저부를 근간으로하여 적당히 위치한다. 이 기저부는 식품 추출기(10)의 안정성을 향상시키기 위해 예컨대 아연주조품 또는 납조각 등으로 무겁게 만들어진다. 기저부는 추출기(10)의 무게를 지탱하여 안전하게 하는 것 이외의 특별한 다른 기능은 없다.

이것으로서 본 발명의 추출기(10)를 구성한 주요 부분에 대한 설명을 마치고, 발명의 상세한 설명을 하도록 한다.

본 발명의 추출기(10)는, 추출후에 밀봉용기(20)의 탈착과 분리 및 제거를 쉽게 할 수 있도록 설계된 고정수단(60)의 특정 형상에도 그 특징이 있다.

원형인 밀봉용기(20)의 턱(23)은 밀봉용기(20)를 잡아누르는 고정수단(60) 구성요소인 지지대(61)와 잠금뭉치(63)의 사이에 위치시킨다. 지지대(61) 및 잠금뭉치(63)는 밀봉용기(20)를 고정시킬 때 일반적으로 원형인 밀봉용기(20)의 턱(23)을 지지대(61)에 끼우고 잡아 눌러줌으로써 추출공정 도중에 유체가 누출되지 않도록 하여준다. 다시 말하여, 턱(23)을 고정시켜주는 탄성체로 구성된 접합부분은 밀봉용기(20)를 잡아눌러 기밀하게 하여놓는 동안 밀봉용기(20)의 턱(23)부근에서 주변에 가압되는 압력으로 인한 유체의 누출을 방지할 수 있도록 해준다.

만일 이 턱(23)에 두꺼운 재질을 사용함으로써 또는 밀봉용기(20)의 턱(23)부분을 주름지게하여 추가적인 두께를 부여하여 그 두께가 상당히 두꺼워진다면, 그것을 적당한 방법으로 편평하게 가압함으로써 내용물의 추출시에 유체의 충분한 누출방지가 용이하게 달성될 수 도 있다. 이 경우에 있어서, 밀봉용기(20) 고정수단(60)의 지지대(61)와 잠금뭉치(63)의 접합부는 제조시의 턱(23)두께 오차의 영향을 보상할 수 있도록 설계된 어느 정도의 탄성을 갖는 구성요소를 포함한다.

밀봉용기(20)를 둘러싸고 있는 고정수단(60) 중 접합부분의 구성요소는, 충분한 기밀성을 확보하기 위하여, 탄성체 혹은 스프링의 힘에 의해 고정되는 밀폐링(Sealing Ring)을 구비 할 수 있다. 유체의 누출을 더욱 방지하기 위하여, 접합부에 탄성체로 구성된 "O"링을 사용 할 경우에는, 밀봉용기(20)의 턱(23)에 대한 "O"링의 마찰계수는 잠금 및 잠금해제시에 밀봉용기(20)를 밀착시킬 수 있을 정도로 충분하고 고정수단(60)의 구성요소 및 외부압력에 의하여 변형될 위험성이 없어야 한다.

전술한 특징들은 유체의 누출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 잠금시에 변형이 수반되는 턱(23)부분의 잔류탄성을 이용할 수 있고, 추출완료후에 고정수단(60)으로부터 밀봉용기(20)의 제거를 용이하게 하기 때문에 바람직하다. 이러한 고정수단(60) 구성요소의 적용은 추출액의 흐름영역이 균일하게 분포되도록 하여주고, 추출이 보다 양호하고 얻어진 추출액의 품질이 한층 향상될 수 있도록 최적 상태로되어진다.

본 발명의 추출기(10)에 이용할 수 있는, 밀봉용기(20)에 포장되어 추출 될 수 있는 대상물은, 가용성 식품, 분말성 식품과 가용성 식품과의 혼합체, 분쇄 원두커피, 인스탄트 커피, 커피 음료 혼합물, 차, 초콜릿이 주성분인 제품, 이유식, 간이식, 미숫가루, 스프와 곡물 같은 밀봉용기(20)내에 수용하여 즉석에서 물과 증기로 추출하여 이용 할 수 있는 수용성 식품류 및 그 가공 제품 또는 그 혼합체, 이면 어떠한 것에나 응용가능하고, 또한, 음료나 즙의 형태로 음식물을 제조하도록 의도된다.

한편, 앞에서 개시한 본 발명의 포장대상물의 설명에서는 구체적인 예를 들었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 응용이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 포장대상의 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 그러나 이것은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

포장된 내용물 중 수용성 물질은 가열수와 증기에 의해 용해되기 때문에 그 추출액은 밖으로 배출 될 수 있으나, 어떠한 덩어리나 섬유상을 한 찌꺼기도 밀봉용기(20)의 외측으로 운반되거나 통과시키기에는 배출구(27)가 의도적으로 작게 만들었기 때문에 배출구(27)를 통과하지 못하고 추출액만 통과하여 흐른다. 배출구(27)는 유체의 누출을 억제할 수 있을 정도이기 때문에 추출액만 밀봉용기(20)의 배출구(27)를 지나 흘러 내려 하부의 컵까지 도달한다.

가열수와 증기가 오리피스(53)를 통하여 뿜어지는 추출 공정 동안, 내용물의 용해와 추출을 통하여 용기(20)내 내용물의 밀도가 낮아지고 그로 인하여 압력손실이 발생되는 것이 바람직하기 때문에 배출구(27)의 형태와 크기 및 숫자는 압력의 과잉손실을 유발하지 않을 정도이어야 한다. 그렇지만, 추출액이 컵에서 에멀션을 형성하거나 또는 에스프레소 커피에 전형적인 거품을 형성할 수 있도록 하기 위하여 상술한 오리피스(53)에서의 최소한의 압력손실은 허용되어야 한다.

용기(20)의 하부에 마련된 배출구(27)는, 특히 에스프레소 커피 추출용 밀봉용기(20)의 경우, 평균 직경0.1∼1.0mm, 바람직하게는 0.2∼0.5m/m의 다수의 원형 관통로(Thru Hole)로 이루어지며, 통상 그 형태는 아래쪽으로 넓어지는 원추형이 바람직하다. 밀봉용기(20)에 형성된 배출구(27)의 수는, 구멍이 10∼200개, 바람직하게는 20∼80개, 더더욱 바람직하게는 30∼80개 인 것이 적당하다.

용기(20)를 고정하는 고정수단(60)은 용기(20)를 자동으로 지지대(61)에 삽입하는 기능, 삽입된 용기(20)의 턱(23)을 잡아눌러 잠그는 기능, 잠긴 용기(20)를 잠금해제시킬 수 있는 기능이나, 잠금 해제된 용기를 분리하여 제거시킬 수 있는 주변 장치를 고정수단(60)의 주변에 함께 어우르게 할 수 있다.

고정수단(60) 중의 지지대(61) 그 자체는 움직이지 않는다. 다만 밀봉용기(20)가 고정수단(60)에 삽입되어 있는 경우, 잠금뭉치(63)가 움직여 용기(20)의 턱(23)을 잡아눌러 잠금 또는 잠금해제 동작을 할 수 있도록 되어있다. 지지대(61)는, 용기(20)가 정확하게 위치하고 잠금후 기밀하게된 환경을 구성하기 위하여, 상호 대응하는 형상을 가지며, 마찰계수가 작고 탄성을 가진 재질로 이루어져있어, 잠긴 후 오리피스(53)와 일체로 되어져 외부와 밀폐된다.

자동추출기(10)는 밀봉용기(20)를 연속적으로 간단하게 추출할 목적으로 의도된다. 연속 추출을 하기 위하여서는, 용기(20)가 규칙적으로 일정하게 추출기(10)에 공급되고 고정수단(60)의 공정 조건에 맞게, 정확하게 위치하여야 함을 전제로 한다. 자동 추출기(10)는 자동용기삽입장치를 구비 할 수 있다. 용기가 추출기(10)에 규칙적으로 공급되게 하기위하여 메가진(Magazine) 등 별도의 공급기가 필요하다.

용기(20)의 덮개(22)에 있는 위치확인 홈(29)을 이용하여, 용기(20)를 일정한 방향으로 메거진에 채워주고, 용기(20)가 고정수단(60)에 자동으로 삽입 될 수 있도록 하여준다. 메가진에 용기(20)를 일정한 방향으로 채우는 목적은, 고리(25)의 위치를 일정하게 정렬하여 공급하므로 고리(25)에 있는 걸이구멍(26)을 이용하여 쉽게 차단막(24)을 제거하기 위함이다. 일정한 방향으로 채워진 용기(20)는 일정한 방향으로 고정수단(60)에 위치한다. 고로 고정수단(60)에 공급된 용기는 삽입후 차단막(24)에 부착된 고리(25)의 방향과 걸이구멍(26)은 일정한 위치에 놓여진다.

개봉수단(70)은 용기(20)의 추출 직전에 고리걸이(71)에 부착된 걸이쇠(73)를 이용하여 차단막(24)의 걸이구멍(26)을 걸어 떼어내 제거한다.

자동판매기 등 자동추출기(10)에서는 차단막(24)을 기계적으로 떼어낼 필요가 있다. [도면] 2h에 도시된바와 같이, 차단막(24)을 기계적으로 쉽게 떼어낼 수 있도록, 차단막(24)에는 걸이구멍(26)이 뚫려 있는 고리(25)가 달려 있다.

차단막(24)은 고리(25)를 걸어 잡아당겨서 찢어지지 않을 정도의 충분한 파열강도를 가진 소재를 사용하였고, 접착제의 접착강도보다 차단막(24)의 파열강도가 강하기 때문에, 개봉시 차단막(24)은 파열되지 않고 용기(20)로부터 떨어진다.

본 발명에 이용되는 용기(20)에 부착된 차단막(24)을 기계적으로 떼어내기 위하여, 본 발명의 추출기(10)는 고리걸이(71)를 가진 개봉수단(70)을 구비한다. 고리걸이(71)를 포함한 개봉수단(70)은 일정한 방향으로 위치하여 공급되는 고리(25)와 그 걸이구멍(26)의 위치를 활용하여 매 추출시마다 용기(20)에 부착된 차단막(24)을 기계적으로 개봉한다.

고리걸이(71)의 끝에는 고리(25)의 끝에 위치한 걸이구멍(26)에 맞도록 되어있는 "L"자형태의 걸이쇠(73)가 달려있고 그 걸이쇠(73)가 고리(25)의 걸이구멍(26)을 걸어 잡아당겨 차단막(24)을 떼어낸다.

자동추출기(10)의 경우, 밀봉용기(20)가 사용된 후 밀봉용기(20) 고정수단(60)이 잠금해제 될 때, 사용된 용기의 분리 및 제거를 용이하게 하기 위하여, 턱(23)의 상부에 위치한 잠금뭉치(63)는 밀봉용기(20)를 지지대(61)로부터 빼내기 쉽게 원위치로 밀어 복원시킨다. 복원된 용기는 쉽게 밖으로 분리되어 제거 될 수 있다.

본 발명의 밀봉용기(20) 추출기(10)의 전체적인 모습의 구성은, [도면] 1에 도시된 바와 같이;

- 물 저장기능을 하는 물저장실(30),

- 공급된 물을 가열하는 가열수단(40),

- 가열된 물과 증기를 펌핑하여주는 공급수단(50),

- 펌핑된 가열수와 증기를 용기(20)의 내부로 뿜어주는 오리피스(53),

- 상기 오리피스(53)의 아래에 위치하고, 추출될 밀봉용기(20)의 외형을 실질적으로 대응하는 내부 형상을 가지며, 고정수단(60)에 포함된 밀봉용기(20) 지지대(61),

- 상기 오리피스(53)와 지지대(61)의 사이에 위치하고, 용기(20)의 삽입, 잠금, 잠금 해제 및 용기(20)의 분리 및 제거 등 탈착기능을 가지며, 지지대(61)와 잠금뭉치(63)의 주변부는 상호작동하여 밀봉용기(20)를 제위치로 기밀하게 유지시켜 추출공정중에 유체의 누출을 방지해주는, 고정수단(60)에 포함된 밀봉용기(20) 잠금뭉치(63),

- 고정수단(60)의 아래에 위치하고, 고정수단(60)에 삽입된 용기(20)에 부착된 차단막(24)을 제거하는 개봉수단(70),

전술한 모든 기기를 자신의 무게로 안전하게 고정해주는 기저부를 포함한다.

오리피스(53)는 1점 분사, 다점 분사 또는 샤워타입의 장치일 수도 있다.

전용 에스프레소 커피 추출기(10)에서 사용되는 것과 유사한, 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예의 하나에 있어서는, 밀봉용기(20) 고정수단(60)은, 밀봉용기(20)의 자동 삽입, 자동 잠금, 차폐막의 자동 제거와 그것을 해제하여 추출기(10)와 분리하기 위한 자동장치와 일체로 어울리거나 결합될 수도 있다는 것이다.

본 발명의 추출기(10)는 전술한 전용 에스프레소 커피의 추출공정, 수용성식품 추출공정 등을 모듈(Module)화하여 자동화 하였다. 연속 추출하기에 충분한 열용량을 갖는 연속유동 가열수단(40)을 사용하고, 필요한 물의 알맞은 온도를 얻기 위해서 제어회로가 사용되며, 물의 경로를 따르는 비가열 부품들의 재료와 설계는 물의 과압을 견딜 수 있고 동시에 물로부터 손실되는 열에너지가 가능한 최소로 될 수 있도록 설계된다.

연속 추출기(10)는 전술한 모든 수단을 구비하는데, 바람직하기로는 제어회로를 갖추는 바, 이는 각각의 식품(커피)을 조리하는 동안 물이 설정된 온도로 가열기를 통과하도록 하며, 이를 위해 연속유동 가열수단(40)의 끝쪽으로 수온(T)과 압력(P)을 측정하는 온도센서를 구비한다.

가열수단(40)의 다음에 공급수단(50)이 구비되고, 그 공급수단(50)의 출구에는 가열수와 증기의 운송수단인 연결튜브가 오리피스(53)를 향해 구비된다. 여기에서 측정된 온도(T)와 압력(P)은 가열수단(40)의 가열용량(능력)에 대해 제어되는 변수이며, 다른 변형에서 온도(T)는 펌프(51)의 펌핑용량(능력)과 그에 따른 물의 유동(F)량에 대해 제어되는 변수이고, 가열용량으로 온도(T)를, 펌핑용량으로 압력(P)과 유동(F)량 모두가 동시에 조정될 수 있다.

가열된 물과 증기가 알맞은 온도와 압력 그리고 추출에 충분한 물의 양을 확보하기 위하여 가열수단(40)과 공급수단(50)의 사이에 완충기능(Buffer Function)을 둘 수 있다.

전술한 온도와 압력의 변수를 조정 또는 제어하기 위해 바람직하기로는 전자회로가 센서와 함께 사용되는데, 더욱 바람직하기로는 펌프(51)의 근처에 설치되고, 전자회로 대신에 마이크로프로세서(Microprocessor)가 조정을 위해 사용될 수도 있다.

매번 용기(20) 내부로 공급되는 물과 증기의 온도차가 추출물 특히 에스프레소 커피 맛에 매우 민감한 영향을 끼침에도 불구하고, 추출된 커피의 품질은 항상 일정하여야 한다. 따라서 가열수와 증기의 이동시나 오리피스(53)를 통하여 용기(20)내로 펌핑시, 최소의 열에너지만 손실되어야 하는데, 이 때문에 다음의 필요조건이 충족되어야 한다. 우선, 물의 경로에 있는 비가열 부품들은 낮은 열전도율을 가져야 하고, 다음으로 상기 비가열 부품들은 물에 대하여 낮은 열전달계수, 즉 낮은 열전달계수 및 낮은 열전도율을 가져야 하며, 동시에 에스프레소 조리에서 발생하는 바와 같은 약 30기압까지의 뜨거운 물의 과압을 견딜 수 있어야 하므로, 이들 부품들의 재료와 설계는 열과 기계적 성질에 대하여 최적화되어야 한다.

또한, 상기 마이크로프로세서와 센서는 추출 환경을 확인하고 준비상황을 분석하여 사용자에게 간단한 동작 스위치 하나로 목적한 음료나 식품의 추출을 할수 있도록 하여준다. 특히 연속유동 가열수단(40), 용기(20)의 자동 삽입수단과 그의 개봉, 추출 및 분리 등을 완벽하게 재현해 낼 수 있도록 하여준다.

본 발명은 전술한 에스프레소 커피 혹은 수용성 식품의 수동추출공정을 모듈(Module)화하여, 매 추출시 마다 일관된 공정을 유지 할 수 있으며, 즉석에서 추출 할 수 있어 간단하며 경제적이지만 항상 균일하여, 수동 추출에 비교하여도 손색이 없는 기계적 추출이 가능하도록 하는데 목적이 있다.

본 추출기(10)로 추출한 에스프레소 커피는 전문 기계로 추출한 것에 비하여더 추출공정이 간단하고 맛과 향에서 매번 균일함을 유지 할 수 있는 데에 특징이 있다.

실시예 1 :

제 1단계에서는 밀봉용기(20)를 고정수단(60)의 지지대(61) 내에 위치시킨다.

제 2단계에서는 용기(20)의 위로 잠금뭉치(63)가 위치하면서, 오리피스(53)가 삽입되는 동시에 용기(20)의 윗면에 위치한 밀봉 쉬이트가 파열된다.

제 3단계에서는 용기(20)의 턱(23)을 고정수단(60)이 강하게 눌러잡아주어 오리피스(53)와 용기(20)의 사이가 기밀한 상태로 되어 30여 기압의 압력으로 가압을 하여도 외부와 완전히 차단되어 가열수 및 증기를 공급할 수 있는 상태가 된다.

제 4단계에서는 용기(20)의 배출구(27)에 부착된 고리(25)를 잡고 차단막(24)을 떼어낸다. 고정수단(60)에 삽입하기 전에 떼어낼 수 도 있다.

제 5단계에서는 수증기와 임의로 혼합된 물이 15 기압의 압력으로 오리피스(53)를 통하여 밀봉용기(20)내로 분사된다.

제 6단계에서는 오리피스(53)를 통해 물과 증기가 용기(20)내로 공급되어 내용물층으로 스며든다. 가열수와 증기의 유입으로 용기(20)내의 압력이 증가하면 내용물은 용해되어 활성화되고 용기(20)는 압력을 받아 팽창요구를 받으나 압력을 견딜 수 있는 재질로 만들어져 균형을 이루게 된다.

제 7단계에서는 오리피스(53)를 통하여 분사된 물과 증기의 압력하에서 내용물이 추출된다.

제 8단계에서는 물과 증기로 추출된 내용물의 추출액이 배출구(27)를 통해 흘러나와 배출구(27)의 아래에 위치한 컵으로 회수된다.

제 9단계에서는 내용물의 추출이 진행되면서 내용물 중 수용성 부분이 추출되어 밖으로 배출됨으로 인하여 용기(20) 내부에 있는 고형물의 양과 조밀(稠密)층의 밀도가 점점 낮아진다. 오리피스(53)로부터 동일한 압력의 물과 증기를 전달받는다고 가정할 때, 용기(20)내의 압력은 추출후 서서히 감소할 것이다. 내용물의 밀도가 낮아짐으로 인한 용기(20)내부의 압력저하는 물의 흐름을 원할 하게 하여주고, 그 압력의 저하도(低下度)는 추출완료시간을 예측하여준다.

제10단계에서는 배출된 식품(커피)액은 혼합된 수증기가 조밀층을 통하여 배출됨으로 인하여, 그 표면에 크레마(Crema)를 형성한다.

제11단계에서는 밀봉용기(20)의 고정수단(60)을 잠금해제한 다음, 잠금해제된 밀봉용기(20)를 고정수단(60)으로부터 분리하여 제거한다.

실시예 2 : 실시예 1과 모든 공정에 있어서 유사하나 모듈화되어 자동으로 이행이 되는 점이 다르다.

제 1단계에서는 가동 스위치를 활성화시킴에 따라, 그 명령의 초기 동작으로 여러개의 용기(20)가 장착된 메거진(Magazine)으로부터 밀봉용기(20)가 고정수단(60)의 지지대(61) 내에 자동으로 삽입되어 위치한다.

제 2단계에서는 용기(20)의 위로 잠금뭉치(63)가 위치하면서, 오리피스(53)가 삽입되는 동시에 용기(20)의 윗면에 위치한 밀봉 쉬이트가 파열된다.

제 3단계에서는 용기(20)의 턱(23)을 고정수단(60)이 강하게 눌러잡아주어오리피스(53)와 용기(20)의 사이가 기밀한 상태로 되어 30여 기압의 압력으로 가압을 하여도 외부와 완전히 차단되어 가열수 및 증기를 공급할 수 있는 상태가 된다.

제 4단계에서는 자동개봉수단(70)에 의하여, 용기(20)의 배출구(27)에 부착된 차단막(24)의 고리(25)가, 걸이쇠(73)로 걸이구멍(26)을 걸어 떼어진다.

제 5단계에서는 수증기와 임의로 혼합된 물이 25 기압의 압력으로 오리피스(53)를 통하여 밀봉용기(20)내로 분사된다.

제 6단계에서는 오리피스(53)를 통해 물과 증기가 용기(20)내로 공급되어 내용물층으로 스며든다. 가열수와 증기의 유입으로 용기(20)내의 압력이 증가하면 내용물은 용해되어 활성화되고 용기(20)는 압력을 받아 팽창요구를 받으나 압력을 견딜 수 있는 재질로 만들어져 균형을 이루게 된다.

제 7단계에서는 오리피스(53)를 통하여 분사된 물과 증기의 압력하에서 내용물이 추출된다.

제 8단계에서는 물과 증기로 추출된 내용물의 추출액이 배출구(27)를 통해 흘러나와 배출구(27)의 아래에 위치한 컵으로 회수된다.

제 9단계에서는 내용물의 추출이 진행되면서 내용물 중 수용성 부분이 추출되어 밖으로 배출됨으로 인하여 용기(20) 내부에 있는 고형물의 양과 조밀층의 밀도가 점점 낮아진다.

제10단계에서는 배출된 식품(커피)액은 혼합된 수증기가 조밀층을 통하여 배출됨으로 인하여, 그 표면에 크레마(Crema)를 형성한다.

제11단계에서는 밀봉용기(20)의 고정수단(60)이 잠금해제된 다음,밀봉용기(20)가 고정수단(60)으로부터 분리되어 배출된다.

본 발명은 전술한 에스프레소 커피 혹은 수용성 식품의 수동추출공정을 모듈(Module)화하여, 즉석에서 추출 할 수 있어 간단하며 경제적이지만 항상 균일하여, 수동 추출에 비교하여도 손색이 없는 기계적 추출이 가능하도록 하는데 목적이 있다. 본 추출기(10)로 추출한 에스프레소 커피는 전문 기계로 추출한 것에 비하여 더 추출공정이 간단하고 맛과 향에서 매번 균일함을 유지 할 수 있는 데에 특징이 있다.

본 발명의 밀봉용기 추출기는, 전문가들에게만 운용되어져 왔던, 기존의 에스프레소 커피 추출을 간편하고 경제적이며 위생적인 추출이 가능하게 하여주고, 아울러 가열수와 증기로 추출이 가능하며, 밀봉할 수 있는 새로운 수용성 식품의 장을 열었다는 데에 의도가 있다. 또한 새로운 개념의, 증기로 즉석에서 추출이 가능한 즉석식품의 시장, 간단한 보관 및 조리방법을 개발 할 수 있는 개념과 영역을 처음으로 열었다는 데에 본 발명의 효과와 의미를 찾을 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 용기(20)는 하부에 배출구(27)를 구비하고 있고, 그 배출구(27)는 차단막(24)이 부착되어 막혀있는 밀봉용기(20)를 사용하도록 되어 있는 추출기(10)가;

   - 상기 용기(20)를 기밀하게 잡아주는 고정수단(60)을 구비하고,

   - 물을 저장하였다가 필요시 공급하여주는 물저장실(30)과

   - 저장된 물을 가열하여주는 가열수단(40),

   - 가열된 물과 증기를 필요한 곳에 가압 펌핑하여 공급하여주는 공급수단(50)을 갖춘 추출기(10)에 있어서;

   밀봉용기(20)의 배출구(27)에 부착된 차단막(24)을 떼어내는 개봉수단(70)을 마련한 것을 특징으로 하는 추출기(10).
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