KR20150120131A - 더치커피 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더치커피 제조방법에 관한 것이다. 그러한 더치커피 제조방법은, (a)공급된 물을 이온 제공부에 의하여 1차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계와; (b)미네랄 필터에 의하여 알칼리 이온수를 여과하고 2차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계와; (c)미네랄 필터로부터 물 공급관에 의하여 공급된 알칼리 이온수를 커피 저장탱크에 주입하여 더치커피와 혼합하여 더치커피 원액을 추출하는 단계와; (d)추출된 더치커피 원액을 저장하는 단계와; 그리고 (e) 상기 물공급관에 배치된 알칼리 감지센서와 제어부를 연동하여 알칼리 이온수의 알칼리도를 감지하고, (c)단계에서 커피 저장탱크의 수위감지센서와 제어부를 연동하여 알칼리 이온수의 수위를 감지하여 더치커피의 농도를 기준값으로 제어하는 단계를 포함한다.

Description

더치커피 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING DUTCH COFFEE}

본 발명은 더치커피 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알칼리 이온수에 의하여 더치커피를 추출할 수 있고, 또한 알칼리 이온수의 농도를 용이하게 조절할 수 있는 더치커피 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 더치커피는 현재 가장 많이 애용되고 활용되는 기호식품으로서 더치커피나무 열매의 종자인 더치커피원두를 원료로 하여 정제, 볶음, 배합, 분쇄 및 추출의 과정을 거쳐 제품화되고 있다.

이러한 더치커피는 쓴맛, 떫은맛, 신맛, 구수한 맛 등이 조화를 이루어 미묘한 쾌감을 주는 기호 음료로서 피로감을 없애고 특유의 맛과 향이 있어서 널리 애호되고 있다.

특히, 더치커피는 일반적인 커피와는 달리 뜨거운 물이 아닌 차가운 물을 부어 추출한 커피를 말한다. 이러한 더치커피(Dutch coffee)는 네덜란드에서 개발한 방법이기 때문에 더치커피라고 불리운다.

더치커피는 상온의 물을 이용하여 8-10시간 이상의 장시간 동안 추출하므로 대략 70℃의 온도부터 추출되는 카페인이 거의 추출되지 않지만 더치커피 특유의 쓴맛이 많이 추출될 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 더치커피는 가정용 수도를 통하여 공급되는 물을 이용하여 더치커피를 추출하는 바, 수도물에 잔류하는 염소 등으로 인하여 위생문제가 있을 수도 있고, 또한 더치커피맛에 영향을 줄 수도 있다.

또한, 더치 커피머신을 장시간 사용하는 경우, 수도물에 함유되어 있을 수도 있는 중금속 혹은 이물질로 인하여 더치 커피머신 내부에 배치된 배관의 내측에 스케일이 침적됨으로써 배관이 막힐 수 있는 문제점이 있다.

특허출원 제10-2013-111761호(명칭: 더치커피 드립장치)

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 과제는 알칼리 이온수에 의하여 더치커피를 제조함으로써 건강에 이로운 더치커피 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 알칼리 이온수에 의하여 더치커피를 제조하는 경우 알칼리 이온수의 농도 및 양을 감지하고 제어함으로써 적절한 수준의 알칼리도를 유지할 수 있는 더치커피 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 알칼리 이온수를 공급함으로써 배관 내부에 스케일이 적층되는 것을 방지하여 위생성을 높일 수 있는 더치커피 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 일 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 더치커피 제조방법은,

(a)공급된 물을 이온 제공부에 의하여 1차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계와;

(b)미네랄 필터에 의하여 알칼리 이온수를 여과하고 2차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계와;

(c)미네랄 필터로부터 물 공급관에 의하여 공급된 알칼리 이온수를 커피 저장탱크에 주입하여 더치커피와 혼합하여 더치커피 원액을 추출하는 단계와;

(d)추출된 더치커피 원액을 저장하는 단계와; 그리고

(e) 상기 물공급관에 배치된 알칼리 감지센서와 제어부를 연동하여 알칼리 이온수의 알칼리도를 감지하고, (c)단계에서 커피 저장탱크의 수위감지센서와 제어부를 연동하여 알칼리 이온수의 수위를 감지하여 더치커피의 농도를 기준값으로 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 더치커피 제조방법은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 수도물 등의 원수를 대신하여 알칼리 이온수에 의하여 더치커피를 제조함으로써 건강에 이로운 장점이 있다.

둘째, 1차적으로는 더치커피 제조기구에 공급되는 알칼리 이온수의 농도를 감지하여 적절하게 조절할 수 있고, 2차적으로는 알칼리 이온수의 공급량을 제어하여 커피와 혼합되는 비율을 적절하게 조절함으로써 더치커피의 맛을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.

셋째, 알칼리 이온수를 사용함으로써 더치커피 제조 방법의 배관내부에 스케일이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

넷째, 필터수단을 보일러 및 헤드부와 동일한 공간 내에 배치함으로써 설치 면적을 줄일 수 있고, 관리도 용이한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더치커피 제조방법의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 더치커피 더치커피 제조방법의 내부 구조를 보여주는 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이온 제공부의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 더치커피 제조방법의 배관내에 스케일이 부착된 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 미네랄 필터의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 더치커피 제조방법의 제어부 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 더치커피 제조방법에 있어서, 제어부가 알칼리 이온수의 알칼리도와 농도를 제어하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 8은 도 7에 도시된 더치커피 제조공정중 더치커피의 농도조절단계를 구체적으로 보여주는 순서도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 더치커피 제조방법을 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 더치커피 제조방법은 아래에 설명된 바와 같은 알칼리 이온수를 제조하는 더치커피 제조장치에 의하여 실시될 수 있다.

이러한 더치 커피제조장치(1)는 케이스(Case;3)와; 케이스(3)의 내측에 배치되며 물 배관(L)에 배치되어 알칼리 이온수를 제조하는 필터수단(Filter portion;5)과; 분쇄된 커피가 저장되며 필터수단으로부터 공급된 알칼리 이온수에 커피가 용해됨으로써 더치커피 원액이 추출되는 커피 저장탱크(7)와; 커피 저장탱크(7)의 커피 원액이 저장되는 추출원액 저장탱크(9)와; 추출원액 저장탱크(9)에 장착되어 더치커피를 배출하는 배출구(11)와; 더치 커피 제조장치를 제어하는 제어부(20)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 더치커피 제조장치에 있어서, 케이스(3)는 필터수단(5)과, 커피 저장탱크(7)와, 추출원액 저장탱크(9)와, 케이스(3)를 감쌈으로써 이 구성요소들이 하나의 동일 공간내에 배치되도록 한다.

그리고, 이러한 케이스(3)에는 수도관 등에 연결된 물 배관(L)이 연결되고, 이 물 배관(L)은 필터수단(5)에 연결된다.

이러한 필터수단(5)은 이온 제공부(15)와 미네랄 필터(17)가 유기적으로 결합됨으로써 물 배관(L)에서 공급된 원수를 알칼리 이온수로 제조할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면 필터수단(5)은 물 배관(L)에 연결되어 알칼리 이온수를 1차적으로 제조하는 이온 제공부(15)와; 이온 제공부(15)를 통과한 물에 함유된 이물질을 제거하고 2차적으로 알칼리 이온수를 제조하는 미네랄 필터(17)를 포함한다.

상기한 이온 제공부(15)는 도 3에 도시된 바와 같이, 외관에 금속관(34)이 배치되며, 이 금속관(34)의 내부에 전자 방출부재(35)가 배치된다.

상기 금속관(34)은 다양한 재질의 금속을 포함하며, 예를 들면 BS 4874, CZ121과 같은 황동재질일 수 있다. 또한 외주면에는 니켈도금층이 형성될 수 있다.

그리고, 전자 방출부재(35)는 전위차에 의하여 전자를 방출할 수 있는 재질이면 가능하며, 예를 들면 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 그리고 아연(Zn) 등이 가능하다.

본 발명에서는 전자 방출부재(35)의 재질로서 아연을 선택하였는 바, 후술하는 바와 같이 더치커피 제조방법을 구성하는 배관이 주로 철(Fe) 재질이므로, 철 보다 이온화 경향이 큰 재질, 즉 아연이 적합한 재질로 판단된다.

이러한 전자 방출부재(35)는 외부의 황동재질의 금속관(34)과 전기적으로 접촉됨으로써 갈바닉 효과로 인하여 전위차를 발생시킬 수 있다.

즉, 금속관(34)과 전자 방출부재(35)는 이종 금속이므로, 서로 전기적으로 결합되었을 때, 이종 금속간에 갈바닉 효과, 즉 금속들의 이온화 경향 차이로 인하여 전위차가 발생한다.

따라서, 금속관(34)과 전자 방출부재(35) 사이에 발생한 전위차로 인하여 전기 에너지가 발생하고, 이 전기 에너지가 전자 방출부재(35)로부터 아연의 이온화를 촉진시켜 아연 이온이 지속적으로 물에 용해될 수 있도록 한다.

그리고, 전자 방출부재(35)는 내부에 다수개의 세관(14)을 형성함으로써 물 배관(L)으로부터 공급된 물이 이 세관(14)을 통과하게 되며, 이 과정에서 방출된 전자(아연이온)가 물에 용해될 수 있다. 그리고, 전자가 용해된 물은 후술하는 바와 같이 더치커피 제조방법의 배관을 통과하는 과정에서 배관 내부에 스케일이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 유전체(37)는 전자 방출부재(35)의 출측에 금속관(34)의 길이 방향으로 배치됨으로써 전자 방출부재(35)를 통과한 물이 유전체(37)의 표면에 접촉한다.

이때, 유전체(37)는 부도체로서 플라스틱 재질이나, 세라믹 재질, 또는 기타 부도체일 수 있으며, 본 발명에서는 가공성, 정전기적 성질을 고려하여 플라스틱 재질을 적용하였으며, 예를 들면, 테프론으로 잘 알려진 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE)를 포함할 수 있다.

따라서, 전자 방출부재(35)를 통과한 물은 유전체(37)의 표면에 접촉하게 되며, 이러한 마찰로 인하여 물은 와류가 발생하게 되고, 또한 정전기가 발생하게 된다.

이때, 유전체(37)에서 발생한 정전기는 전자 방출부재(35)로부터 방출된 아연이온의 이온결합을 강화시킨다.

따라서, 유체(물)가 이온 제공부(15)를 통과하면서 전자 방출부재(35)로부터 아연이온(Zn²+)이 방출되어 물속에 용해함으로써 아연이온에 물 분자가 결합되고, 이때 유전체(37)로부터 발생된 정전기에 의하여 이온간의 결합이 더욱 강화될 수 있다.

또한, 아연이온 주위로 음전하의 이온구름을 형성하게 되고 다시 이 음이온 덩어리가 칼슘(Ca²+), 마그네슘(Mg²+)등의 양이온을 응집함으로써 정전수축을 형성(침상구조가 구상구조로 변형)하게 되고 물의 연수화가 이루어질 수 있다.

이와 같이, 이온 제공부(15)에서 발생된 아연이온은 배관(L1)을 따라 커피 저장탱크(7)와, 추출원액 저장탱크(6)의 내부로 흘러가게 되며, 이 과정에서 아연이온에 물 분자가 결합되고, OH- 이온이 결합되어 강력한 활성화 착물을 형성하게 되고, 이 활성화 착물에는 물과 배관에 생성된 미생물과 무기물에 의한 스케일이 결합한다.

이에 용존 이산화탄소가 스케일과 반응하여 스케일의 생성을 막아주고 이미 생성된 스케일을 제거할 수 있다.

또한, 아연이온은 배관내부의 부식을 방지할 수도 있는 바, 철(Fe) 재질의 배관에 비하여 아연(Zn)의 부식속도가 더 빠르게 진행되므로, 아연과 철을 전기적으로 접촉시키는 경우(Galvanic Coupling), 철보다 이온화 경향이 큰 아연은 양극으로 작용하여 이온상태로 되고 이때 발생하는 전자는 철 표면에서 일어나는 음극반응에서 소모된다. 결국, 양극의 아연은 부식이 촉진되는 반면, 철은 음극보호를 받아서 부식의 발생이 매우 제한적이 된다.

이러한 스케일(S)은 도 4에 도시된 바와 같이, 배관(L1)의 내측에 상당량 적층될 수 있으며, 이는 더치커피 제조방법을 사용함에 따라 보다 많은 스케일(S)이 적층될 수 있다.

결과적으로, 이온 제공부(15)를 통과한 물은 아연이온이 용해된 상태에서 커피 저장탱크(7)와, 추출원액 저장탱크의 내부배관으로 흘러가면서 이러한 스케일이 발생되는 것을 방지할 수 있는 바, 이는 더치커피와 고온의 물을 취급하는 더치커피 제조방법의 특성상 배관의 내벽에 적층되기 쉬운 스케일의 제거에 효율적이다.

상기한 바와 같이, 이온 제공부(15)를 통과한 물은 미네랄 필터(17)로 공급됨으로써 이물질이 제거될 수 있다. 이러한 미네랄 필터(17)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다층구조로서 물을 순차적으로 여과함으로써 이물질을 효율적으로 제거할 수 있고, 또한 2차적으로 알칼리 이온수를 제조할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 미네랄 필터(17)는 내부에 공간이 형성되고 물이 유입/유출되는 유입관(41) 및 배출관(42)이 연결된 본체(40)와; 본체(40)의 내측 하부에 배치되는 제 1광석층(50)과; 제 1광석층(50)의 상부에 배치되는 자석층(48)과; 자석층(48)의 상부에 배치되는 제 2광석층(46)과; 제 2광석층(46)의 상부에 배치되는 활성탄층(44)을 포함한다.

그리고, 유입관(41)을 통하여 본체(40)의 내부로 공급된 물은 활성탄층(44)과, 제 2광석층(46)과, 자석층(48)과, 제 1광석층(50)의 순서로 통과하면서 여과될 수 있다.

활성탄층(44)은 통상적으로 목재,갈탄,이탄(泥炭) 등을 활성화제인 염화아연이나 인산과 같은 약품으로 처리하여, 건조시키거나 목탄을 수증기로 활성화시켜 만든다.

그리고, 활성탄내의 미세기공은 활성탄 1g당 250∼500㎡(75∼90평) 정도의 넓은 표면적을 제공한다.

따라서, 이러한 활성탄층(44)은 수돗물 속에 잔류하는 염소, 불순물, 미생물등을 효율적으로 제거할 수 있다. 수돗물은 원래 정수장에서 음용수 기준에 적합하게 여과 및 살균처리 등을 완료한 것이지만, 정수장에서 일반 가정 등의 최종 소비처로 연결된 배관설비를 통과하는 과정에서 미생물 또는 물때와 같은 불순물이 생성될 수 있으므로, 이러한 미생물 및 불순물을 상기 활성탄층(44)에서 제거할 수 있다.

그리고, 제 1 및 제 2광석층(46,50)은 게르마늄이나 맥반석과 같은 광석을 분쇄하여 형성할 수 있다.

이러한 게르마늄과 맥반석은 수질의 산성을 알칼리성으로 변화시키므로 이온 제공부(15)에 의하여 1차적으로 알칼리화된 물을 2차적으로 알칼리화하는 효과가 있다.

따라서, 이온 제공부(15)를 통과한 물이 다층구조의 미네랄 필터(17)를 순차적으로 통과하는 과정에서 이물질이 제거될 수 있다.

그리고, 자석층(48)은 물속에 함유된 중금속 성분을 제거하게 된다. 상기의 중금속 성분은 수돗물 속에 미량이지만 이온형태로 존재하였던 것인데, 상기의 이온 제공부(15) 및 활성탄층(44)을 통과하면서 여과되지 못하였던 성분인데 자석층(48)의 자력에 의하여 제거될 수 있다.

이와 같이 미네랄 필터(17)를 통과한 알칼리 이온수는 몸에 이로운 미네랄(무기염류)이 일반적인 물보다 많고, 또한 물 분자를 작게 만들기 때문에 미네랄 등의 흡수력이 높아져 설사, 변비의 개선, 위의 작용을 도와주며, 살균, 소독, 세정작용도 있다.

상기에서는 이온 제공부 및 필터수단에 의하여 알칼리 이온수를 제조하는 것으로 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 다른 방법에 의하여 제조된 알칼리 이온수를 적용할 수도 있다.

한편, 이와 같이 필터수단(5)을 통과한 물은 물 공급관(L1)을 통하여 커피 저장탱크(7)로 공급된다. 이때, 물 공급관(L1)에는 알칼리 이온수의 알칼리도를 측정할 수 있는 감지센서(S1)가 구비된다. 이러한 감지센서(S1)는 다양한 방식의 센서가 포함될 수있으며, 예를 들면, ph 미터(pH Meter)를 포함할 수 있다.

상기 감지센서(S1)는 푸루브(Probe)가 물 공급관(L1)의 내측에 배치됨으로써 물 공급관(L1)의 내부를 흐르는 물과 접촉하여 반응하며, 반응정도에 따라 디지털 신호가 발생하며 이러한 신호는 제어부(20)로 송신되어 후술하는 바와 같이 알칼리도가 측정될 수 있다.

그리고, 측정된 물의 알칼리도가 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우 제어부(20)는 제 1밸브(V1)에 신호를 전송함으로써 물 공급관(L1)의 내부를 적절하게 차단함으로써 물의 양을 제어할 수 있다. 이때, 제 1밸브(V1)는 다양한 방식의 밸브를 포함할 수 있으며, 예를 들면 솔레노이드 밸브일 수 있다.

이러한 제 1밸브(V1)는 물 공급관(L1)의 내부 개폐면적을 점진적으로 개폐함으로써 흐르는 물의 양을 후술하는 바와 같이 제어부(20)의 제어에 따라 알칼리도를 적절하게 조절할 수 있다.

상기에서는 pH 미터에 의하여 자동방식에 의하여 알칼리도를 측정하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 수동방식으로 알칼리도를 측정할 수도 있다. 예를 들면, 알칼리 지시약 등을 이용한 알칼리 측정키트에 의하여 알칼리 이온수의 알칼리도를 측정할 수도 있다.

한편, 상기 커피 저장탱크(7)는 내부에 일정 용적의 공간이 형성됨으로써 커피가 저장될 수 있다. 이때 커피는 더치커피일 수 있으며, 분쇄된 형태의 커피일 수 있다. 이러한 커피 저장탱크(7)는 상부 커버(31)에는 물 공급관(L1)이 연결됨으로써 알칼리 이온수가 소정량씩 주입될 수 있다. 그리고, 하부에는 미세한 메쉬가 형성된 필터(36)가 배치될 수 있다.

따라서, 커피 저장탱크(7)의 내부에 분쇄된 형태의 더치커피가 저장된 상태에서, 상부로부터 알칼리 이온수가 소정량씩 공급되면 더치커피가 용해됨으로써 더치 커피원액이 추출될 수 있다.

그리고, 추출된 더치 커피원액은 하부에 배치된 필터(36)를 통과하여 하부로 낙하함으로써 배관(L2)을 통하여 추출원액 저장탱크(9)로 공급될 수 있다.

이때, 커피 저장탱크(7)에는 수위감지센서(S2)가 장착됨으로써 커피 저장탱크(7)의 내부에 저장되는 커피원액의 수위를 실시간으로 측정할 수 있다. 그리고, 측정된 수위값은 제어부(20)로 전송되고, 제어부(20)는 커피 저장탱크(7)의 수위를 파악함으로써 커피 저장탱크(7)에 저장된 알칼리 이온수의 량을 파악하게 된다.

따라서, 제어부(20)에 미리 설정된 기준값과 비교한후, 초과 혹은 미달여부에 따라 제 2밸브(V2)의 개폐량을 제어하여 커피 저장탱크(7)의 내부에 적정량의 알칼리 이온수가 저장될 수 있도록 제어할 수 있다. 이와 같이 커피 저장탱크(7)의 내부에 저장되는 알칼리 이온수의 량을 제어함으로써 더치커피의 농도를 제어하여 맛을 적절하게 조절할 수 있다.

추출원액 저장탱크(9)는 커피 저장탱크(7)로부터 배출된 더치커피 원액이 저장될 수 있으며, 하부에 연결된 배출구(11)를 통하여 커피잔 등으로 배출할 수 있다.

한편, 상기 제어부(20)는 케이스(3)에 배치된 컨트롤판넬(13)에 장착됨으로써 더치커피 제조방법을 작동시킬 수 있다. 이러한 컨트롤 판넬(13)에는 온(On)/ 오프(Off) 스위치 등 사용자가 더치커피 제조방법을 작동시킬 수 있는 다양한 스위치들이 배치되며, 스위치들은 제어부(20)에 연동할 수 있다.

이러한 제어부(20)는 알칼리도를 측정할 수 있는 감지센서(S1)와, 제 1 내지 제 3밸브(V1,V2,V3)와, 수위감지센서(S2)와 연동함으로써 알칼리 이온수 및 커피원액의 공급량을 제어할 수 있고, 이로 인하여 더치커피의 맛을 조절할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제어부(20)는 각 센서들로부터/로 신호를 송수신하는 입/출력부(21,23)를 통하여 각 밸브(V1)를 제어하는 중앙컨트롤러(Main controller;22)와; 중앙 컨트롤러(22)의 제어에 의하여 알칼리 이온수의 알칼리도가 적정 범위인지를 연산하는 제 1연산부(26)와; 중앙 컨트롤러(22)의 제어에 의하여 커피 저장탱크(7)의 수위가 적정 범위인지를 연산하는 제 2연산부(28)와; 중앙 컨트롤러(22)의 신호에 의하여 그 결과를 제어판의 표시창에 표시하는 디스플레이 모듈을(Display module;24) 포함한다.

이러한 제어부(20)에 있어서, 더치커피의 맛은 1차적으로 알칼리 이온수의 알칼리도에 영향을 받고, 2차적으로는 알칼리 이온수의 양에 영향을 받음으로 이러한 변수들을 적절하게 제어할 필요가 있다.

따라서, 제 1연산부(26)는 물 공급관(L1)에 배치된 알칼리도 감지센서(S1)로부터 신호가 입력되면 이 신호를 연산함으로써 물 공급관(L1)을 흐르고 있는 알칼리 이온수의 알칼리도를 파악할 수 있다.

그리고, 물의 알칼리도가 기준값을 초과하였다면, 더치커피 원액의 알칼리도도 기준치를 초과함으로써 오히려 건강과 맛에 부정적인 영향을 미칠 수 있음으로 알칼리도를 낮출 필요가 있다. 이때, 기준값은 DB에 미리 입력된 상태이다.

따라서, 물 배관(L)에 배치된 제 1밸브(V1)를 개방함으로써 이온 제공부(7)에 유입되는 물의 양을 증가시키게 되고, 이로 인하여 이온 제공부(7) 내부를 통과하는 물의 유속이 증가하는 반면 이온화율은 그대로 유지되므로 결국 알칼리 이온수의 제조효율이 저하되어 물의 알칼리도가 낮아질 수 있다.

이와 같이 물의 알칼리도가 기준값을 초과한 경우에는 제 1밸브(V1)는 개방함으로써 알칼리도를 낮출 수 있다.

반대로, 물의 알칼리도가 기준값 미만이라면, 더치커피 원액의 알칼리도도 기준치에 미달됨으로써 알칼리 이온수를 사용함으로써 인한 효과를 얻을 수 없음으로 알칼리도를 높일 필요가 있다.

따라서, 물 배관(L)에 배치된 제 1밸브(V1)를 일정량 차단함으로써 이온 제공부(7)에 유입되는 물의 양을 감소시키고, 이로 인하여 이온 제공부(7) 내부를 통과하는 물의 유속이 감소하게 되며, 이때 이온화율은 그대로 유지되므로 결국 알칼리 이온수의 제조효율이 높아지므로 물의 알칼리도가 증가할 수 있다.

이와 같이 물의 알칼리도가 기준값에 미달한 경우에는 제 1밸브(V1)는 차단함으로써 알칼리도를 높일 수 있다.

한편, 제 2연산부(28)는 커피 저장탱크(7)의 수위를 감지함으로써 수위를 적절한 수준으로 유지하여 커피가 알칼리 이온수에 과도하에 용해되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 제 2연산부(28)는 커피 저장탱크(7)의 수위감지센서(S2)로부터 신호를 입력받고, 입력된 신호를 연산하여 수위를 파악한 바, 기준값 이상인 경우, 제 2밸브(V2)를 적정량 폐쇄한다.

따라서, 커피 저장탱크(7) 내부에 저장된 알칼리 이온수의 수위가 내려감으로써 적정 비율로 커피와 혼합될 수 있다.

반대로, 커피 저장탱크(7)의 수위가 기준값 이하인 경우, 제 2연산부(28)는 제 2밸브(V2)에 신호를 전송하여 적정량 개방한다.

상기에서는 제 2밸브(V2)에 의하여 커피 저장탱크(7)에 공급되는 알칼리 이온수의 양을 제어하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 밸브를 추가로 배치할 수도 있다.

즉, 커피 저장탱크(7)의 하부 바닥에 제 3밸브(V3)를 추가로 배치하고, 제어부(20)와 연동하는 방식이다.

이 경우, 커피 저장탱크(7) 내부의 수위를 조절함에 있어서, 상기한 바와 같이 제 2밸브(V2)만으로 제어하는 것 보다, 제 3밸브(V3)도 연동하여 제어하는 것이 보다 용이하게 수위를 조절할 수 있다.

예를 들면, 커피 저장탱크(7) 내부의 수위가 기준값 이상이라면, 상기한 바와 같이 제 2밸브(V2)를 폐쇄하고, 이때, 제 3밸브(V3)는 개방함으로써 커피 저장탱크(7) 내부의 알칼리 이온수를 보다 효과적으로 드레인함으로써 수위를 낮출 수 있다.

반대로, 커피 저장탱크(7) 내부의 수위가 기준값 이하라면, 상기한 바와 같이 제 2밸브(V2)를 개방하고, 이때 제 3밸브(V3)는 폐쇄함으로써 커피 저장탱크(7) 내부의 알칼리 이온수의 수위를 높일 수 있다.

이와 같이, 제 3밸브(V3)를 선택적으로 적용함으로써 커피 저장탱크(7) 내부의 수위를 적절하게 제어할 수 있다.

따라서, 커피 저장탱크(7) 내부에 저장된 알칼리 이온수의 수위가 올라감으로써 적정 비율로 커피와 혼합될 수 있다.

한편, 물 공급관(L1)의 내부를 흐르는 물에는 이온 제공부(15)에서 방출된 아연이온이 용해된 상태이며, 동(Cu) 재질의 배관에 비하여 아연(Zn)의 부식속도가 더 빠르게 진행되므로, 동보다 이온화 경향이 큰 아연은 양극으로 작용하여 이온상태로 되어 부식이 촉진되고, 동은 음극보호를 받아서 부식의 발생이 지연된다.

결과적으로, 물 공급관(L1)의 내부를 흐르는 물은 물 공급관(L1)의 내벽을 부식시키지 않게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 더치커피 제조방법은 알칼리 이온수에 의하여 더치커피를 제조함으로써 건강에 이롭고, 또한 배관의 내부에 스케일이 발생되는 것이 방지될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 더치커피 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 더치커피 제조방법은 (a)공급된 물을 이온 제공부에 의하여 1차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계(S100)와; (b)미네랄 필터에 의하여 알칼리 이온수를 여과하고 2차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계(S110)와; (c)커피 저장탱크에 의하여 알칼리 이온수와 커피를 혼합하여 더치커피 원액을 추출하는 단계(S120)와; (d)추출된 더치커피 원액을 저장하는 단계(S130)와; (a),(b)단계에서 제조된 알칼리 이온수의 알칼리도를 감지하고, (c)단계에서 알칼리 이온수의 수위를 감지하여 더치커피의 농도를 기준값으로 제어하는 단계(S140)를 포함한다.

이러한 더치커피 제조방법에 있어서, 먼저 공급된 물을 이온 제공부에 의하여 1차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계(S100)가 진행된다.

즉, 펌프(P)를 구동함으로써 물 배관(L)의 물을 필터수단(5)으로 공급한다.

필터수단(5)으로 공급된 물은 이온 제공부(15)의 유입관(32)을 통하여 내부로 유입된다. 이때 이온 제공부(15)는 황동재질의 금속관(34)과 내부의 전자 방출부재(35)가 서로 전기적으로 접촉하고 있는 상태이므로, 갈바닉 효과, 즉 이종 금속들간의 이온화 경향 차이로 인하여 전위차가 발생한다.

그리고, 이러한 전위차로 인하여 전기 에너지가 발생하고, 이 전기 에너지가 전자 방출부재(35)로부터 아연의 이온화를 촉진시켜 아연 이온이 지속적으로 물에 용해될 수 있도록 한다.

이때, 전자 방출부재(35)를 통과한 물은 유전체(37)의 표면에 접촉하게 되며, 이러한 마찰로 인하여 물은 와류가 발생하게 되고, 또한 정전기가 발생하게 된다.

따라서, 유체(물)가 이온 제공부(15)를 통과하면서 전자 방출부재(35)로부터 아연이온(Zn²+)이 방출되어 물속에 용해함으로써 아연이온에 물 분자가 결합되고, 이때 유전체(37)로부터 발생된 정전기에 의하여 이온간의 결합이 더욱 강화될 수 있다.

또한, 아연이온 주위로 음전하의 이온구름을 형성하게 되고 다시 이 음이온 덩어리가 칼슘(Ca²+), 마그네슘(Mg²+)등의 양이온을 응집함으로써 정전수축을 형성(침상구조가 구상구조로 변형)하게 되고 물의 연수화가 이루어질 수 있다.

이와 같이, 이온 제공부(15)에서 발생된 아연이온은 배관(L1)으로 흘러가게 되며, 이 과정에서 아연이온에 물 분자가 결합되고, OH- 이온이 결합되어 강력한 활성화 착물을 형성하게 되고, 이 활성화 착물에는 물과 배관에 생성된 미생물과 무기물에 의한 스케일이 결합한다.

이에 용존 이산화탄소가 스케일과 반응하여 스케일의 생성을 막아주고 이미 생성된 스케일을 제거할 수 있다.

이와 같이 1차적으로 알칼리 이온수를 제조하는 단계(S100)가 완료된 후, 2차적으로 알칼리 이온수를 제조하는 단계(S110)가 진행된다.

즉, 아연 이온이 용해된 물은 이웃한 미네랄 필터(17)로 공급됨으로써 알칼리의 이온화와 여과가 이루어질 수 있는 바, 미네랄 필터(17)로 유입된 물은 활성탄층(44)과, 제 2광석층(46)과, 자석층(48)과, 제 1광석층(50)을 순차적으로 통과하면서 여과될 수 있다.

이때, 물이 활성탄층(44)을 통과하면서 미세기공에 의하여 수중에 잔류하는 염소 및 이물질과 악취의 원인성분이 흡착/제거될 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2광석층(46,50)의 게르마늄이나 맥반석과 같은 광석층(46)을 통과하면서 수질의 산성이 2차적으로 알칼리성으로 변화될 수 있다.

그리고, 자석층(48)에서는 물에 함유된 중금속 등이 제거될 수 있다.

이와 같이 알칼리 이온수의 여과단계(S110)가 완료된 후, 더치커피 원액을 추출하는 단계(S120)가 진행된다.

즉, 필터수단(5)에 의하여 알칼리 이온수로 제조된 물은 커피 저장탱크(7)로 유입되어 더치커피와 혼합될 수 있다.

이때, 커피 저장탱크(7)에 저장된 더치커피는 분쇄된 형태의 커피이며, 상부 커버의 물 공급관(L1)을 통하여 알칼리 이온수가 소정량씩 주입될 수 있다. 그리고, 소정량씩 공급된 알칼리 이온수에 의하여 더치커피가 용해됨으로써 더치 커피원액이 추출될 수 있다.

그리고, 추출된 더치 커피원액은 하부에 배치된 필터를 통과하여 하부로 낙하함으로써 배출구를 통하여 추출원액 저장탱크(9)로 공급될 수 있다. 그리고, 더치커피 원액이 추출원액 저장탱크(9)에 저장되고, 사용자가 필요에 따라 추출하여 음용할 수 있는 단계(S130)가 진행될 수 있다.

한편, 알칼리 이온수의 알칼리도와 커피 저장탱크의 수위에 따라 더치커피의 농도를 조절함으로써 더치커피의 맛이 항상 일정하게 유지될 수 있는 단계(S140)가 진행된다.

이러한 단계(S140)는, 물 공급관상에 배치된 pH센서로부터 알칼리 이온수의 알칼리도를 측정하고, 그 결과를 제어부에 전송하는 단계(S150)와;

제어부의 제 1연산부는 수신된 알칼리도 측정값을 기준값과 비교하고, 그 결과에 따라 제 1밸브에 신호를 전송하여 개폐함으로써 커피 저장탱크로 공급되는 알칼리 이온수의 알칼리도를 제어하는 단계(S160)와;

커피 저장탱크의 수위감지센서가 수위를 측정하고 그 결과를 제어부에 전송하는 단계(S170)와;

제어부의 제 2연산부는 수신된 데이터에 의하여 수위값을 연산하고, 이 수위값을 기준값과 비교함으로써 제 2밸브를 제어하여 커피 저장탱크 내부의 수위를 제어함으로써 커피의 농도를 조절할 수 있는 단계(S180)를 포함한다.

보다 상세하게 설명하면, 이러한 과정은 제어부(20)에 의하여 구현될 수 있는 바, 제어부(20)는 알칼리도를 측정할 수 있는 감지센서(S1)와, 제 1 내지 제 3밸브(V1,V2,V3)와, 수위감지센서(S2)와 연동함으로써 알칼리 이온수 및 커피원액의 공급량을 제어할 수 있고, 이로 인하여 더치커피의 맛을 조절할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제어부(20)의 제 1연산부(26)는 물 공급관(L1)에 배치된 알칼리도 감지센서(S1)로부터 신호가 입력되면 이 신호를 연산함으로써 물 공급관(L1)을 흐르고 있는 알칼리 이온수의 알칼리도를 파악할 수 있다(S150).

그리고, 물의 알칼리도가 기준값을 초과하였다면, 더치커피 원액의 알칼리도도 기준치를 초과함으로써 오히려 건강과 맛에 부정적인 영향을 미칠 수 있음으로 알칼리도를 낮추기 위하여 물 배관(L)에 배치된 제 1밸브(V1)를 개방한다(S160).

제 1밸브(V1)를 개방하는 경우, 이온 제공부(7)에 유입되는 물의 양이 증가함으로써 이온 제공부(7) 내부를 통과하는 물의 유속도 증가하게 되나, 이온화도는 그대로 유지되므로 결국 알칼리 이온수의 제조효율이 저하되어 물의 알칼리도가 낮아질 수 있다.

반대로, 물의 알칼리도가 기준값 미만이라면, 물 배관(L)에 배치된 제 1밸브(V1)를 일정량 차단함으로써 이온 제공부(7)에 유입되는 물의 양을 감소시킨다. 이로 인하여 이온 제공부(7) 내부를 통과하는 물의 유속도 감소하게 되며, 이때 이온화도는 그대로 유지되므로 결국 알칼리 이온수의 제조효율이 높아지므로 물의 알칼리도가 증가할 수 있다.

한편, 커피 저장탱크(7)에서 추출되는 더치 커피원액의 농도는 제 2연산부(28)가 제어하여 조절할 수 있다.

즉, 제 2연산부(28)는 커피 저장탱크(7)의 수위감지센서(S2)로부터 입력된 신호에 의하여 수위를 실시간으로 파악한다(S170).

그리고, 기준값 이상인 경우, 제 2밸브(V2)를 적정량 폐쇄한다. 따라서, 커피 저장탱크(7) 내부에 저장된 알칼리 이온수의 수위가 내려감으로써 적정 농도로 커피와 혼합될 수 있다(S180).

반대로, 커피 저장탱크(7)의 수위가 기준값 이하인 경우, 제 2연산부(28)는 제 2밸브(V2)에 신호를 전송하여 적정량 개방한다.

따라서, 커피 저장탱크(7) 내부에 저장된 알칼리 이온수의 수위가 올라감으로써 적정 비율로 커피와 혼합될 수 있다.

상기한 바와 같이 제어부(20)는 알칼리도를 측정할 수 있는 감지센서(S1)와, 제 1 내지 제 3밸브(V1,V2,V3)와, 수위감지센서(S2)와 연동함으로써 알칼리 이온수 및 커피원액의 공급량을 제어할 수 있고, 이로 인하여 더치커피의 맛을 조절할 수 있다.

한편, 물 공급관(L1)을 통과하는 물에는 아연이온이 용해된 상태이므로, 배관내부의 부식을 방지할 수도 있는 바, 동 재질의 배관에 비하여 아연(Zn)의 부식속도가 더 빠르게 진행되므로, 아연과 동을 전기적으로 접촉시키는 경우(Galvanic Coupling), 동보다 이온화 경향이 큰 아연은 양극으로 작용하여 이온상태로 되고 이때 발생하는 전자는 철 표면에서 일어나는 음극반응에서 소모된다. 결국, 양극의 아연은 부식이 촉진되는 반면, 동은 음극보호를 받아서 부식의 발생이 매우 제한적이 된다.

결과적으로, 물 공급관(L1)의 내부에는 이러한 알칼리 이온수에 의하여 스케일이 발생되는 것이 방지될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 더치커피 제조방법은 알칼리 이온수에 의하여 더치커피를 제조함으로써 건강에 이롭고, 또한 배관의 내부에 스케일이 발생되는 것이 방지될 수 있다.

Claims (5)

1. (a)공급된 물을 이온 제공부에 의하여 1차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계와;
   (b)미네랄 필터에 의하여 알칼리 이온수를 여과하고 2차적으로 알칼리 이온수로 제조하는 단계와;
   (c)미네랄 필터로부터 물 공급관에 의하여 공급된 알칼리 이온수를 커피 저장탱크에 주입하여 더치커피와 혼합하여 더치커피 원액을 추출하는 단계와;
   (d)추출된 더치커피 원액을 저장하는 단계와; 그리고
   (e) 상기 물공급관에 배치된 알칼리 감지센서와 제어부를 연동하여 알칼리 이온수의 알칼리도를 감지하고, (c)단계에서 커피 저장탱크의 수위감지센서와 제어부를 연동하여 알칼리 이온수의 수위를 감지하여 더치커피의 농도를 기준값으로 제어하는 단계를 포함하는 더치커피 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   (a)단계에서는, 이온 제공부는 외관을 형성하는 금속관과;
   금속관의 내측에 배치되고, 금속관보다 이온화 경향이 큰 금속재질로 형성되며, 다수개의 세관이 형성되어 물이 통과할 수 있으며, 이 과정에서 금속관과의 전위차에 의하여 전자를 방출함으로써 내부를 흐르는 물에 용해되도록 하는 전자 방출부재와; 그리고
   전자 방출부재의 출측에 금속관의 길이 방향으로 배치됨으로써 전자 방출부재를 통과한 물과 마찰에 의하여 와류 및 정전기를 발생시킬 수 있는 유전체를 포함하는 더치커피 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   (b)단계에서는, 미네랄 필터에 의하여 알칼리 이온수가 여과되며, 이 미네랄 필터는 내부에 공간이 형성되고 물이 유입/유출되는 유입관 및 배출관이 연결된 본체와; 본체의 내측 하부에 배치되는 제 1광석층과; 제 1광석층의 상부에 배치되는 자석층과; 자석층의 상부에 배치되는 제 2광석층과; 제 2광석층의 상부에 배치되는 활성탄층을 포함하는 더치커피 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   (e)단계의 제어부는 센서들로부터/로 신호를 송수신하는 입,출력부를 통하여 각 밸브를 제어하는 중앙컨트롤러(Main controller)와; 중앙 컨트롤러의 제어에 의하여 pH센서로부터 수신된 데이터를 연산하여 알칼리 이온수의 알칼리도를 기준값과 비교함으로써 적정 범위인지를 연산하여 제 1밸브를 개폐하는 제 1연산부와; 중앙 컨트롤러의 제어에 의하여 수위감지센서로부터 수신된 데이터를 연산하여 커피 저장탱크의 수위가 적정 범위인지를 연산하여 제 2밸브를 개폐하는 제 2연산부와; 중앙 컨트롤러의 신호에 의하여 그 결과를 제어판의 표시창에 표시하는 디스플레이 모듈을(Display module) 포함하는 더치커피 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,
   (e)단계는, 물 공급관상에 배치된 pH센서로부터 알칼리 이온수의 알칼리도를 측정하고, 그 결과를 제어부에 전송하는 단계와;
   제어부의 제 1연산부는 수신된 알칼리도 측정값을 기준값과 비교하고, 그 결과에 따라 제 1밸브에 신호를 전송하여 개폐함으로써 커피 저장탱크로 공급되는 알칼리 이온수의 알칼리도를 제어하는 단계와;
   커피 저장탱크의 수위감지센서가 수위를 측정하고 그 결과를 제어부에 전송하는 단계와; 그리고
   제어부의 제 2연산부는 수신된 데이터에 의하여 수위값을 연산하고, 이 수위값을 기준값과 비교함으로써 제 2밸브를 제어하여 커피 저장탱크 내부의 수위를 제어함으로써 커피의 농도를 조절할 수 있는 단계를 추가로 포함하는 더치커피 제조방법.
   
   
   

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