RU2787867C2 - Beverage extraction unit, beverage making device, use of replaceable capsule and beverage making system - Google Patents
Beverage extraction unit, beverage making device, use of replaceable capsule and beverage making system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787867C2 RU2787867C2 RU2020132027A RU2020132027A RU2787867C2 RU 2787867 C2 RU2787867 C2 RU 2787867C2 RU 2020132027 A RU2020132027 A RU 2020132027A RU 2020132027 A RU2020132027 A RU 2020132027A RU 2787867 C2 RU2787867 C2 RU 2787867C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- beverage
- capsule
- piercing
- elements
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 352
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 title claims abstract description 147
- 239000002775 capsule Substances 0.000 title claims abstract description 133
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 98
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 31
- 239000008400 supply water Substances 0.000 claims description 7
- 230000003213 activating Effects 0.000 claims description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 description 23
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 229920000393 Nylon 6/6T Polymers 0.000 description 2
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 2
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- -1 sachet Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 206010071078 Capsule physical issue Diseases 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000020291 caffè lungo Nutrition 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 235000015114 espresso Nutrition 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000001976 improved Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 235000020288 ristretto Nutrition 0.000 description 1
- 230000001429 stepping Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs
Изобретение относится к области экстракции напитка с использованием сменного порционного контейнера или капсулы в блоке экстракции напитка. В частности, оно относится к усовершенствованному блоку экстракции, выполненному с возможностью извлечения ингредиентов напитка, содержащихся в капсуле, таких как обжаренный и молотый кофе, в частности, в соответствии с различными возможными режимами экстракции, включающими высокое или низкое давление в зависимости от выбранного режима.The invention relates to the field of beverage extraction using a replaceable portion container or capsule in a beverage extraction unit. In particular, it relates to an advanced extraction unit capable of extracting the beverage ingredients contained in the capsule, such as roast and ground coffee, in particular according to various possible extraction modes, including high or low pressure, depending on the selected mode.
Уровень техникиState of the art
Приготовление напитка путем экстракции кофе, содержащегося в капсуле, содержащей порцию обжаренного и молотого кофе, хорошо известно из предшествующего уровня техники. Порция, как правило, представляет собой одинарную или двойную порцию.The preparation of a beverage by extracting the coffee contained in a capsule containing a portion of roasted and ground coffee is well known in the prior art. A serving is typically a single or double serving.
В EP0512468 описана капсула с чашеобразным корпусом и разрываемой мембраной выходного отверстия для напитка. Мембрана, как правило, представляет собой тонкую алюминиевую мембрану, которую разрывают относительно разрывной экстракционной пластины устройства для экстракции напитка, такого как устройство, описанное в EP0512470.EP0512468 describes a cup-shaped capsule with a ruptured beverage outlet. The membrane is typically a thin aluminum membrane that is torn against a rupture extraction plate of a beverage extraction device, such as the device described in EP0512470.
В EP0512470 описана система для экстракции напитка, в которой используют блок экстракции напитка с разрывной экстракционной пластиной, содержащей множество рельефных элементов и каналов между ними (такая пластина в виде проточной решетки называется «рельефным элементом»), которая выполнена с возможностью приема герметичной капсулы, подачи воды под давлением через водяной инжектор в капсулу, деформирования мембраны выходного отверстия или крышки (например, алюминиевой мембраны) и ее разрыва под действием давления жидкости, возрастающего в капсуле, для обеспечения высвобождения напитка из капсулы. EP0512470 describes a beverage extraction system that uses a beverage extraction unit with a rupture extraction plate containing a plurality of relief elements and channels between them (such a plate in the form of a flow grid is called a "embossment element"), which is configured to receive a sealed capsule, supply pressurized water through a water injector into the capsule, deforming the outlet membrane or lid (eg aluminum membrane) and rupturing it under the pressure of the liquid building up in the capsule to release the beverage from the capsule.
В EP0602203 описано герметичное гибкое саше в форме отдельной части, выполненной с возможностью выполнения экстракции под давлением и содержащей по меньшей мере одно порошкообразное вещество для приготовления напитка, такого как обжаренный и молотый кофе; причем саше содержит два идентичных гибких листа круглой, овальной или многоугольной формы, между которыми предусмотрено пространство для вещества и которые герметично прикреплены по периферии таким образом, что саше является, по существу, симметричным к плоскости герметизации, при этом саше открывают путем повышения давления в саше при подаче экстрагента. EP0602203 describes a sealed flexible sachet in the form of a separate part, capable of performing extraction under pressure and containing at least one powdered substance for preparing a beverage, such as roast and ground coffee; moreover, the sachet contains two identical flexible sheets of round, oval or polygonal shape, between which there is a space for the substance and which are hermetically attached along the periphery in such a way that the sachet is essentially symmetrical to the sealing plane, while the sachet is opened by increasing the pressure in the sachet when applying the extractant.
В EP0870457 описан блок экстракции, аналогичный блоку экстракции согласно EP0512470, но адаптированный для закрытого непроницаемого саше, содержащего вещество в виде напитка, такое как вещество, описанное в EP0602203. Указанное устройство содержит верхний элемент, содержащий средство, выполненное с возможностью перфорации верхней поверхности саше и обеспечения введения воды в саше, нижний элемент, содержащий приемную часть для размещения капсулы, а также выступающие и полые участки; причем поверхность экстракции саше постепенно и локально притягивается к рельефным и полым участкам; при этом поверхность экстракции разрывается во множестве местоположений относительно канала, заданных местоположениями рельефных и полых участков, в которых достигается натяжение разрыва для обеспечения протекания потока жидкости после экстракции. Нижний участок, как правило, содержит проточные отверстия, выполненные с возможностью протекания через них напитка. Рельефные и полые участки предпочтительно имеют форму усеченных пирамид, разделенных сетью каналов.EP0870457 describes an extraction unit similar to the extraction unit according to EP0512470 but adapted for a closed impermeable sachet containing a beverage substance such as the one described in EP0602203. Said device comprises an upper element containing a means capable of perforating the upper surface of the sachet and ensuring the introduction of water into the sachet, a lower element containing a receiving part for placing the capsule, as well as protruding and hollow sections; moreover, the extraction surface of the sachet is gradually and locally attracted to the relief and hollow areas; wherein the extraction surface is ruptured at a plurality of locations relative to the channel, defined by the locations of the raised and hollow portions at which the tension of the rupture is achieved to allow the post-extraction fluid to flow. The bottom portion typically contains flow holes configured to allow beverage to flow through. The embossed and hollow areas are preferably in the form of truncated pyramids separated by a network of channels.
Таким образом, в системах для экстракции напитка из предшествующего уровня техники, как правило, используют сменный контейнер (например, капсулу, саше или таблетку), содержащий разрываемую мембрану выходного отверстия для напитка (например, тонкую алюминиевую фольгу), которая может быть разорвана только при достаточной деформации указанной мембраны под воздействием рельефных элементов разрывной экстракционной пластины. Разрыв, как правило, происходит на краях рельефных элементов, которые обычно представляют собой множество небольших усеченных пирамид или прямолинейных ребер. Разрыв приводит к образованию небольших отверстий вдоль краев этих выступов или рельефных элементов. Эти отверстия относительно небольшие (например, 0,1–1,0 мм в длину и 0,1–0,3 мм в ширину), и, как правило, мембрана выходного отверстия по меньшей мере частично соответствует верхней и лицевой стороне рельефных элементов, вследствие чего площадь проточных отверстий будет даже меньше. Из-за этого падение давления на данной поверхности взаимодействия будет относительно высоким. Кроме того, на указанной ограниченной поверхности взаимодействия происходит фильтрация частиц напитка, что является преимуществом, поскольку нет необходимости предусматривать дополнительный фильтр внутри капсулы. Таким образом, указанная геометрия поверхности экстракции соответствует так называемой геометрии экстракционной пластины с рельефными элементами в данной заявке. Затем происходит сбор потока напитка в каналах и его выпускание через небольшие отверстия с точно определенными размерами в каналах.Thus, prior art beverage extraction systems typically use a replaceable container (eg, capsule, sachet, or tablet) containing a ruptured beverage outlet membrane (eg, thin aluminum foil) that can only be ruptured when sufficient deformation of the specified membrane under the influence of the relief elements of the bursting extraction plate. The break usually occurs at the edges of the relief elements, which are usually many small truncated pyramids or straight edges. The rupture results in the formation of small holes along the edges of these protrusions or relief elements. These holes are relatively small (e.g. 0.1-1.0 mm long and 0.1-0.3 mm wide) and typically the outlet membrane at least partially matches the top and face of the relief elements, as a result, the area of the flow holes will be even smaller. Because of this, the pressure drop across a given interaction surface will be relatively high. In addition, on said limited interaction surface, filtration of the beverage particles takes place, which is an advantage since there is no need to provide an additional filter inside the capsule. Thus, said geometry of the extraction surface corresponds to the so-called geometry of the extraction plate with relief elements in this application. The beverage flow is then collected in the channels and discharged through small, precisely sized holes in the channels.
Относительно высокое давление воды, поступающей в капсулу, необходимо для деформации мембраны и ее открывания, поскольку вещество напитка, как правило, обжаренный и молотый кофе, находится в ограниченном пространстве и обычно набухает при увлажнении и прижимается к мембране выходного отверстия под действием давления, за счет чего, таким образом, возникает высокое противодавление потоку воды в капсуле. В результате этого требуемое давление воды на входе в варочную камеру для разрыва мембраны выходного отверстия может повышаться до 7–12 бар и после вскрытия мембраны давление даже продолжает повышаться вследствие того, что кофе все еще сжимается, а проточные отверстия на поверхности взаимодействия между разрывной мембраной и разрывной пластиной устройства становятся еще меньше. Кроме того, мелкие частицы кофе (т.е. частицы, размер которых меньше 100 мкм), как правило, оседают на мембране выходного отверстия и могут частично закупоривать отверстия. Таким образом, после разрыва мембраны подачи давление воды в ходе экстракции напитка продолжает повышаться. Высокое усилие сдвига на поверхности взаимодействия способствует образованию густой пены с мелкими пузырьками («кремовой пенки») на поверхности кофе.The relatively high pressure of the water entering the capsule is necessary to deform the membrane and open it, because the substance of the drink, usually roasted and ground coffee, is in a limited space and usually swells when moistened and is pressed against the outlet membrane under pressure, due to which, thus, there is a high counter-pressure to the flow of water in the capsule. As a result, the required water pressure at the entrance to the brewing chamber to rupture the outlet membrane can rise up to 7-12 bar and after opening the membrane, the pressure even continues to increase due to the fact that the coffee is still compressed and the flow holes on the interface between the rupture membrane and the breaking plate of the device becomes even smaller. In addition, fine coffee particles (ie, particles smaller than 100 µm) tend to settle on the outlet membrane and may partially clog the holes. Thus, after the rupture of the supply membrane, the water pressure continues to rise during the extraction of the beverage. The high shear force on the interaction surface promotes the formation of a dense foam with small bubbles ("cream") on the surface of the coffee.
Таким образом, устройства из предшествующего уровня техники, выполненные с возможностью экстракции небольших или средних объемов кофе (ристретто, эспрессо или лунго) из капсулы, непригодны для экстракции больших объемов напитка, поскольку поток через капсулу и экстракционную пластину слишком медленен, и, как правило, происходит избыточная экстракция напитка, из-за чего обычно получаются горькие ароматические нотки. Таким образом, устройства из предшествующего уровня техники, по существу, пригодны для экстракции небольших или средних объемов кофе с кремовой пенкой.Thus, prior art devices capable of extracting small to medium volumes of coffee (ristretto, espresso or lungo) from a capsule are not suitable for extracting large volumes of beverage because the flow through the capsule and the extraction plate is too slow and generally over-extraction of the drink occurs, which usually results in bitter aromatic notes. Thus, prior art devices are generally suitable for extracting small to medium volumes of crema coffee.
В нижеследующих разделах описаны другие документы из предшествующего уровня техники.The following sections describe other prior art documents.
В US2017280921 описано устройство для экстракции напитка с улучшенной экстракцией, содержащее экстракционную часть, имеющую пространство для установки, в которое устанавливают капсулу для приготовления напитка; открывающую и закрывающую часть, соединенную с экстракционной частью, для открытия или герметизации пространства для установки; соединительную часть, соединенную с по меньшей мере одной из экстракционной и открывающей частей; и перфорирующую часть, выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, чтобы перфорировать капсулу для приготовления напитка при перемещении соединительной части.US2017280921 describes a beverage extraction device with improved extraction, comprising: an extraction portion having an installation space in which a capsule for preparing a beverage is placed; an opening and closing part connected to the extraction part for opening or sealing the installation space; a connecting part connected to at least one of the extraction and opening parts; and a perforating portion reciprocally movable to perforate the beverage capsule when the connecting portion is moved.
В CN201743493U описано устройство для экстракции напитка из капсулы, содержащее варочный стакан и насадку; прокалывающее устройство, шарнирно закрепленное в варочной чашке с помощью упруго смещаемого штока толкателя. Прокалывающее устройство может убираться после прокалывания капсулы, чтобы предотвратить закупоривание проколотого отверстия и повысить скорость потока кофе.CN201743493U describes a device for extracting a beverage from a capsule, comprising a brewing cup and a nozzle; a piercing device hinged in the brewing cup by means of an elastically displaceable pusher rod. The piercing device can be retracted after piercing the capsule to prevent clogging of the puncture hole and increase the flow rate of the coffee.
В WO2010029512 описано усовершенствование устройств из предшествующего уровня техники, которое заключается в постепенном пробивании мембраны капсулы. Устройство содержит штуцер подвода воды, держатель капсулы, сетку капсулы, прижимное приспособление и набор шипов для прокалывания мембраны, причем прижимное приспособление содержит прижимной поршень, установленный с возможностью перемещения относительно сетки. При заполнении водой в сетке вода под давлением перемещает прижимной поршень, который приводит в движение набор шипов вверх по направлению к мембране для прокалывания мембраны. Таким образом, набор шипов перемещается благодаря прижимному поршню в зависимости от давления, возникающего в экстракционной камере. В результате возможен только один режим экстракции, а шипы лишь обеспечивают более постепенное прокалывание мембраны.WO2010029512 describes an improvement to the prior art devices which consists of progressive penetration of the capsule membrane. The device contains a water supply fitting, a capsule holder, a capsule mesh, a clamping device and a set of spikes for piercing the membrane, and the clamping device contains a clamping piston mounted for movement relative to the mesh. When filling with water in the mesh, the pressurized water moves a pressure piston which drives a set of spikes up towards the membrane to pierce the membrane. Thus, the set of spikes is moved by the pressure piston depending on the pressure that occurs in the extraction chamber. As a result, only one extraction mode is possible, and the spikes only provide a more gradual piercing of the membrane.
В WO2013114294 описана пробойная игла устройства для приготовления напитка, предназначенная для экстракции порции, например молотого кофе, содержащегося в капсуле, содержащей экстракционную мембрану; причем пробойная игла предназначена для установки с возможностью перемещения относительно держателя капсулы и отличается тем, что на ее боковой поверхности предусмотрен по меньшей мере один канал в форме желоба, пригодный для протекания потока напитка. Изобретение также относится к узлу, сформированному из по меньшей мере одной такой пробойной иглы и держателя капсулы, формируемого из пластины с отверстиями, причем каждое из отверстий выполнено с возможностью приема пробойных шипов. Край каждого отверстия имеет наклонную плоскость, ориентированную по направлению к наружной поверхности держателя капсулы. Экстракционный шип и держатель капсулы выполнены с возможностью предотвращения отрезания от мембран нескольких кусков, которые могут быть захвачены смесью кофе/воды и будут представлять собой инородные включения в напитке. Как и в WO2010029512, шипы перемещаются прижимным поршнем в зависимости от давления, возникающего в экстракционной камере.WO2013114294 describes a punching needle of a beverage preparation device for extracting a portion of, for example, ground coffee contained in a capsule containing an extraction membrane; moreover, the punching needle is designed to be mounted with the possibility of movement relative to the capsule holder and is characterized in that at least one channel in the form of a trough is provided on its side surface, suitable for flowing the flow of the drink. The invention also relates to an assembly formed from at least one such punching needle and a capsule holder formed from a plate with holes, each of the holes being configured to receive punching spikes. The edge of each hole has an inclined plane oriented towards the outer surface of the capsule holder. The extraction spike and the capsule holder are designed to prevent cutting off several pieces from the membranes, which can be captured by the coffee/water mixture and will be foreign inclusions in the drink. As in WO2010029512, the pins are moved by the pressure piston depending on the pressure generated in the extraction chamber.
В WO2018026271 описана система для приготовления более широкого диапазона напитков из первой сменной капсулы или второй сменной капсулы различных размеров с помощью одного и того же устройства по сравнению с устройством, которым можно обрабатывать сменные капсулы, по существу, только одного размера. Система для приготовления некоторого количества напитка, пригодного для употребления, включает первую сменную капсулу с первой выходной поверхностью и вторую сменную капсулу со второй выходной поверхностью, причем диаметр второй выходной поверхности больше диаметра первой выходной поверхности. Система включает устройство, включающее экстракционную пластину, имеющую множество рельефных элементов для выборочного зацепления с одной из первой и второй выходных поверхностей, и устройство выдачи текучей среды для подачи некоторого количества воды под давлением в выбранную одну из сменных капсул, чтобы прижать ее выходную поверхность к рельефным элементам для открытия выходной поверхности. Экстракционная пластина может включать центральный участок и периферийный участок, а центральный участок может быть выполнен с возможностью перемещения относительно периферийного участка для избирательной адаптации к размеру первой или второй сменной капсулы. WO2018026271 describes a system for preparing a wider range of beverages from a first exchange capsule or a second exchange capsule of different sizes with the same apparatus, compared to a device that can handle exchange capsules of substantially only one size. The system for preparing a certain amount of drink suitable for consumption includes a first replaceable capsule with a first exit surface and a second replaceable capsule with a second exit surface, the diameter of the second exit surface being greater than the diameter of the first exit surface. The system includes a device that includes an extraction plate having a plurality of embossed elements for selectively engaging with one of the first and second outlet surfaces, and a fluid dispenser for supplying a certain amount of pressurized water to a selected one of the replaceable capsules in order to press its outlet surface against the embossed elements to open the output surface. The extraction plate may include a central portion and a peripheral portion, and the central portion may be movable relative to the peripheral portion to selectively adapt to the size of the first or second replaceable capsule.
Таким образом, существует потребность в универсальном, но при этом простом блоке экстракции напитка для приготовления более широкого диапазона напитков из одной и той же сменной капсулы для приготовления напитка.Thus, there is a need for a versatile yet simple beverage extraction unit for preparing a wider range of beverages from the same interchangeable beverage preparation capsule.
Кроме того, существует потребность в блоке экстракции, с помощью которого можно обеспечивать, например, в зависимости от выбора пользователя либо экстракцию под высоким давлением, например для выдачи экстрактов напитка небольшого объема, либо экстракцию под более низким давлением, например для выдачи более легкого (например, фильтрованного) напитка, и/или напитка большего объема, и/или напитков, имеющих разные ароматические профили и/или различные характеристики пены (например, напитков с большим или меньшим количеством кремовой пенки). Предпочтительный напиток предпочтительно представляет собой кофейный экстракт, экстрагированный из обжаренного и молотого кофе, хотя может быть предусмотрена возможность получения и других экстрактов напитков из дополнительных или других ингредиентов или сырьевых материалов.In addition, there is a need for an extraction unit that can provide, for example, depending on the choice of the user, either high pressure extraction, for example, for dispensing extracts of a small volume of beverage, or extraction under lower pressure, for example, for dispensing a lighter (for example, , filtered) beverage and/or larger volume beverage and/or beverages having different aroma profiles and/or different foam characteristics (eg beverages with more or less creamy foam). The preferred beverage is preferably a coffee extract extracted from roasted and ground coffee, although other beverage extracts may be made from additional or other ingredients or raw materials.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Изобретение относится к блоку экстракции напитка для экстракции напитка из сменной порционной капсулы, содержащей ингредиенты напитка, предпочтительно экстрагируемого вещества, более предпочтительно, по существу, обжаренного и молотого кофе, имеющей стенку для введения жидкости и мембрану выходного отверстия для напитка, необязательно капсулы, имеющей кольцевую кромку, относительно которой и/или на которой герметично прикреплен элемент выходного отверстия для напитка в кромке.The invention relates to a beverage extraction unit for extracting a beverage from a replaceable portion capsule containing beverage ingredients, preferably an extractable, more preferably substantially roasted and ground coffee, having a liquid introduction wall and a beverage outlet membrane, optionally a capsule having an annular an edge against which and/or on which the beverage outlet element in the edge is sealed.
Блок содержит:The block contains:
- раму,- frame,
- впрыскивающую часть для размещения стенки для введения жидкости капсулы и содержащую по меньшей мере штуцер подвода воды для впрыскивания воды в капсулу,- an injecting part for accommodating a wall for introducing the liquid of the capsule and containing at least a water supply fitting for injecting water into the capsule,
- экстракционную часть, расположенную с возможностью закрытия вместе с впрыскивающей частью с образованием экстракционной камеры, причем экстракционную часть необязательно закрывают с впрыскивающей частью на вышеуказанной кромке (при наличии); - an extraction part located with the possibility of closing together with the injection part to form an extraction chamber, and the extraction part is optionally closed with the injection part on the above edge (if any);
при этом экстракционная часть содержит экстракционную пластину, имеющую выходные отверстия для выпускания жидкого экстракта напитка, и множество рельефных элементов, выполненных с возможностью создания отверстий первого типа в мембране выходного отверстия за счет прижатия мембраны выходного отверстия к рельефным элементам под действием давления воды, подаваемой в экстракционную камеру;wherein the extraction part contains an extraction plate having outlets for releasing a liquid beverage extract, and a plurality of relief elements configured to create holes of the first type in the membrane of the outlet by pressing the membrane of the outlet to the relief elements under the pressure of water supplied to the extraction camera;
причем экстракционная часть дополнительно содержит множество прокалывающих элементов, выполненных с возможностью создания отверстий второго типа в мембране выходного отверстия для напитка; wherein the extraction portion further comprises a plurality of piercing members configured to create second type holes in the beverage outlet membrane;
причем прокалывающие элементы расположены с возможностью перемещения относительно экстракционной пластины и сквозь нее между:moreover, the piercing elements are located with the possibility of movement relative to the extraction plate and through it between:
- выдвинутым, например развернутым, положением, в котором прокалывающие элементы проходят, например, по направлению к впрыскивающей части, за пределы рельефных элементов экстракционной пластины для создания отверстий второго типа в мембране выходного отверстия капсулы, заключенной в экстракционную камеру; и- an extended, for example deployed, position in which the piercing elements extend, for example, towards the injection part, beyond the relief elements of the extraction plate to create holes of the second type in the membrane of the outlet opening of the capsule enclosed in the extraction chamber; and
- убранным положением, в котором прокалывающие элементы убраны таким образом относительно их выдвинутого положения, что рельефные элементы проходят, например, по направлению к впрыскивающей части, за пределы прокалывающих элементов или по меньшей мере, по существу, до уровня прокалывающих элементов.- a retracted position in which the piercing elements are retracted in such a way with respect to their extended position that the relief elements extend, for example, towards the injection part, beyond the piercing elements or at least substantially to the level of the piercing elements.
Преимущество заключается в том, что в настоящем блоке экстракции напитка благодаря отверстиям второго типа в мембране выходного отверстия может быть достигнуто более низкое давление экстракции, в то время как благодаря отверстиям первого типа в мембране выходного отверстия под действием давления может быть достигнуто более высокое давление экстракции. Отверстия первого типа могут быть образованы за счет удержания прокалывающих элементов в убранном положении от момента закрытия блока до конца экстракции. Более низкое давление экстракции может быть дополнительно достигнуто путем перемещения прокалывающих элементов в убранное положение после формирования отверстий второго типа в мембране выходного отверстия для обеспечения беспрепятственного прохождения прокалывающих элементов через отверстия. Отверстия второго типа, сформированные прокалывающими элементами, выполнены с возможностью предотвращения роста давления, необходимого для формирования отверстий первого типа рельефными элементами.The advantage is that in the present beverage extraction unit, a lower extraction pressure can be achieved due to the second type of holes in the outlet membrane, while a higher extraction pressure can be achieved due to the first type of holes in the outlet membrane under pressure. Holes of the first type can be formed by holding the piercing elements in the retracted position from the moment the block is closed until the end of the extraction. A lower extraction pressure can be further achieved by moving the piercing elements to a retracted position after the second type of holes are formed in the outlet membrane to allow the piercing elements to pass through the holes unhindered. Holes of the second type, formed by the piercing elements, are made with the possibility of preventing the increase in pressure necessary for the formation of holes of the first type by the relief elements.
В убранном положении прокалывающие элементы предпочтительно расположены с относительным смещением или на одном уровне с рельефными элементами, а в выдвинутом, например развернутом, положении прокалывающие элементы выступают за пределы рельефных элементов и таким образом создают множество отверстий в мембране выходного отверстия, когда контейнер заключен в экстракционную камеру.In the retracted position, the piercing elements are preferably positioned relatively offset or flush with the relief elements, while in the extended, e.g. deployed, position, the piercing elements protrude beyond the relief elements and thus create a plurality of holes in the outlet membrane when the container is enclosed in the extraction chamber. .
Как правило, в убранном положении прокалывающих элементов отверстия первого типа формируются за счет гидравлического прижимания рельефных элементов и мембраны выходного отверстия на рельефных элементах друг к другу, например, путем повышения давления в капсуле для надувания и разрывания, и/или разламывания, и/или разрезания мембраны на рельефных элементах.As a rule, in the retracted position of the piercing elements, holes of the first type are formed by hydraulically pressing the relief elements and the outlet membrane on the relief elements to each other, for example, by pressurizing the capsule to inflate and burst and/or break and/or cut membranes on relief elements.
Как правило, в выдвинутом положении прокалывающих элементов отверстия второго типа формируются с помощью прокалывающих элементов путем введения прокалывающих элементов в мембрану выходного отверстия посредством механического прижатия мембраны выходного отверстия и прокалывающих элементов друг к другу, например за счет механического проталкивания и/или оттягивания одновременно (обычно всей) капсулы и прокалывающих элементов.As a rule, in the extended position of the piercing elements, holes of the second type are formed using the piercing elements by introducing the piercing elements into the outlet membrane by mechanically pressing the outlet membrane and the piercing elements against each other, for example, by mechanically pushing and/or retracting simultaneously (usually the entire ) capsules and piercing elements.
Блок экстракции может быть выполнен с возможностью задействования прокалывающих элементов в одном или более режимах, выбранных из:The extraction unit may be configured to operate the piercing elements in one or more modes selected from:
- режима удержания прокалывающих элементов в неподвижном состоянии от начала до конца экстракции указанного ингредиента в такой капсуле в экстракционной камере, причем, например, прокалывающие элементы перемещаются внутрь экстракционной камеры и/или наружу из экстракционной камеры перед началом экстракции указанного ингредиента или удерживаются снаружи с возможностью предотвращения воздействия прокалывающих элементов на такую капсулу до конца экстракции;- a mode of holding the piercing elements in a stationary state from the beginning to the end of the extraction of the specified ingredient in such a capsule in the extraction chamber, and, for example, the piercing elements are moved inside the extraction chamber and / or out of the extraction chamber before the extraction of the specified ingredient begins or are held outside with the possibility of preventing exposure of the piercing elements to such a capsule until the end of the extraction;
- режима с перемещением прокалывающих элементов внутрь экстракционной камеры и необязательно наружу из нее перед началом экстракции указанного ингредиента в такой капсуле, когда такая капсула находится в экстракционной камере; и- mode with the movement of the piercing elements inside the extraction chamber and optionally out of it before starting the extraction of the specified ingredient in such a capsule, when such a capsule is in the extraction chamber; and
- режима удержания прокалывающих элементов снаружи экстракционной камеры в начале экстракции указанного ингредиента в такой капсуле, а затем перемещения прокалывающих элементов внутрь экстракционной камеры и затем необязательно перемещения прокалывающих элементов наружу из экстракционной камеры (8), причем ингредиент, например, предварительно смачивают, и при этом напиток не вытекает в начале экстракции.- the mode of holding the piercing elements outside the extraction chamber at the beginning of the extraction of the indicated ingredient in such a capsule, and then moving the piercing elements inside the extraction chamber and then optionally moving the piercing elements out of the extraction chamber (8), wherein the ingredient, for example, is pre-wetted, and at the same time the drink does not flow out at the start of the extraction.
Может быть выбрана конструкция рельефных элементов для получения отверстий первого типа в мембране выходного отверстия исключительно под давлением после впрыскивания воды в экстракционную камеру. Рельефные элементы могут представлять собой усеченные пирамиды и/или участки ребер, разделенные каналами с выходными отверстиями. The design of relief elements can be chosen to form the first type of holes in the outlet membrane exclusively under pressure after water is injected into the extraction chamber. The relief elements may be truncated pyramids and/or sections of ribs separated by channels with outlets.
Может быть выбрана конструкция прокалывающих элементов, с помощью которой можно получать отверстия второго типа в мембране выходного отверстия, когда мембрана выходного отверстия размещена смежно с экстракционной пластиной, в частности когда она прижата к экстракционной пластине, когда экстракционная часть и впрыскивающая часть закрыты вместе с образованием экстракционной камеры.The design of the piercing elements can be chosen, with which it is possible to obtain holes of the second type in the outlet membrane when the outlet membrane is placed adjacent to the extraction plate, in particular when it is pressed against the extraction plate, when the extraction part and the injecting part are closed together to form an extraction plate. cameras.
Отверстия второго типа могут быть образованы уже в выдвинутом положении элементов в варочной камере, когда капсула присутствует до впрыскивания воды в экстракционную камеру или, возможно, при низком давлении (например, 0,5–2 бар) при впрыскивании воды. Прокалывающие элементы могут представлять собой иглы, штыри и/или лезвия. Более конкретное преимущество игл или штырей заключается в получении с их помощью четко выраженных отверстий в мембране выходного отверстия, за счет чего обеспечивается более постоянный поток при экстракции напитка.Holes of the second type can be formed already in the extended position of the elements in the cooking chamber, when the capsule is present before water is injected into the extraction chamber, or possibly at low pressure (eg 0.5-2 bar) when water is injected. The piercing elements may be needles, pins and/or blades. A more specific advantage of the needles or pins is that they produce well-defined holes in the outlet membrane, thereby providing a more constant flow during the extraction of the beverage.
Как правило, каждый прокалывающий элемент имеет меньшее поперечное сечение прокалывания, чем поперечное сечение рельефных элементов, а общее количество прокалывающих элементов равно количеству рельефных элементов или меньше его. В результате этого усилие, необходимое для прокалывания отверстий второго типа, меньше усилия, необходимого для образования отверстий первого типа. Например, прокалывающие элементы, такие как иглы, предпочтительно имеют торцевые поверхности для прокалывания менее 2 мм2, более предпочтительно 1,8 мм2, наиболее предпочтительно от 0,5 до 1 мм2, например приблизительно 0,8 мм2. Прокалывающие элементы могут иметь круглую форму или диаметр от 1,6 до 0,8 мм, наиболее предпочтительно приблизительно 1,0 мм. Количество прокалывающих элементов может составлять от 5 до 35, например от 10 до 30, например от 15 до 25. В результате этого общая площадь поверхности отверстий, образованных прокалывающими элементами, может составлять от 2,5 мм2 до 65 мм2, например от 5 до 55 мм2, например приблизительно 10–30 мм2, например от 5 до 25 мм2.Typically, each piercing element has a smaller piercing cross-section than that of the relief elements, and the total number of piercing elements is equal to or less than the number of relief elements. As a result, the force required to pierce holes of the second type is less than the force required to form holes of the first type. For example, piercing elements such as needles preferably have piercing end surfaces of less than 2 mm.2, more preferably 1.8 mm2, most preferably 0.5 to 1 mm2e.g. approximately 0.8 mm2. The piercing elements may be circular or 1.6 to 0.8 mm in diameter, most preferably about 1.0 mm. The number of piercing elements can be from 5 to 35, for example 10 to 30, for example 15 to 25. As a result, the total surface area of the holes formed by the piercing elements can be from 2.5 mm2up to 65 mm2e.g. 5 to 55 mm2e.g. approximately 10–30 mm2e.g. 5 to 25 mm2.
Рельефные элементы могут иметь относительно прямолинейные краевые участки, проходящие в поперечном направлении экстракционной камеры. Рельефные элементы обеспечивают эффект разрывания мембраны, который может возникать только при приложении достаточного давления, тогда как прокалывающие элементы обеспечивают прокалывание мембраны предпочтительно перед экстракцией или под давлением меньше давления, необходимого для формирования отверстий первого типа рельефными элементами. Например, отношение количества прокалывающих элементов к количеству рельефных элементов составляет от 1 : 2 до 1 : 1,1 или 1 : 1. Экстракционная пластина может содержать от 30 до 50 рельефных элементов, например 25 рельефных элементов, например, в форме усеченных пирамид, расположенных в виде сетки с каналами между ними.The relief elements may have relatively straight edge sections extending in the transverse direction of the extraction chamber. The relief elements provide a bursting effect on the membrane, which can only occur when sufficient pressure is applied, while the piercing elements provide a piercing of the membrane, preferably prior to extraction or at a pressure less than the pressure required for the formation of the first type of holes by the relief elements. For example, the ratio of the number of piercing elements to the number of relief elements is from 1:2 to 1:1.1 or 1:1. The extraction plate may contain from 30 to 50 relief elements, for example 25 relief elements, for example, in the form of truncated pyramids, located in the form of a grid with channels between them.
В выдвинутом положении прокалывающие элементы могут быть установлены через экстракционную пластину для прохождения рельефных элементов. Рельефные элементы, через которые проходят прокалывающие элементы, могут иметь свободный конец с, по существу, плоской поверхностью в поперечном направлении, в котором предусмотрен канал для обеспечения выхода прокалывающей иглы. Преимущество может заключаться в том, что благодаря положению прокалывающих элементов они не мешают каналам, предпочтительно расположенным между рельефными элементами. Таким образом, каналы и выходные отверстия в каналах не будут заблокированы. В результате всегда может быть обеспечено надлежащее выпускание напитка. In the extended position, the piercing elements can be inserted through the extraction plate to pass the relief elements. The relief elements through which the piercing elements pass may have a free end with a substantially flat surface in the transverse direction, in which a channel is provided to allow the piercing needle to exit. The advantage can be that, due to the position of the piercing elements, they do not interfere with the channels, preferably located between the relief elements. Thus, the channels and outlets in the channels will not be blocked. As a result, proper dispensing of the beverage can always be ensured.
Например, если прокалывающие элементы меньше рельефных элементов, не все прокалывающие элементы проходят через рельефные элементы. Прокалывающие элементы могут быть расположены в центре экстракционной пластины, а на периферии экстракционной пластины отсутствуют прокалывающие элементы или их меньше. В местах на периферии экстракционной пластины, в которых имеются рельефные элементы, могут отсутствовать прокалывающие элементы, проходящие через рельефные элементы.For example, if the piercing elements are smaller than the relief elements, not all of the piercing elements pass through the relief elements. The piercing elements can be located in the center of the extraction plate, and there are no or fewer piercing elements on the periphery of the extraction plate. In places on the periphery of the extraction plate, where there are relief elements, there may be no piercing elements passing through the relief elements.
Экстракционная пластина может иметь фиксированный больший поперечный размер, т.е. постоянный диаметр. Экстракционная пластина может представлять собой жесткую неподвижную опору для мембраны выходного отверстия капсулы. Экстракционная пластина может содержать периферийный опорный участок без рельефных элементов для поддержки по меньшей мере части вышеуказанной кромки (при наличии) капсулы, когда она заключена в блок экстракции, причем впрыскивающая часть прижимает кромку капсулы. The extraction plate may have a fixed larger transverse dimension, i. e. constant diameter. The extraction plate may be a rigid fixed support for the capsule outlet membrane. The extraction plate may include a peripheral support portion without relief elements to support at least a portion of the above edge (if any) of the capsule when it is enclosed in the extraction unit, and the injecting part presses the edge of the capsule.
Множество прокалывающих элементов могут быть частью прокалывающего элемента, расположенного с возможностью перемещения относительно экстракционной пластины между выдвинутым положением и убранным положением прокалывающих элементов и содержащего опорную пластину, от которой проходят прокалывающие элементы. Прокалывающие элементы могут быть прикреплены к опорной пластине неподвижно или они могут быть подпружинены относительно нее. Такая конфигурация может быть компактной и простой для реализации и/или может надежно обеспечивать (за счет взаимного положения по отношению к экстракционной пластине) два различных режима экстракции, а именно режим экстракции под низким давлением и режим экстракции под более высоким давлением. Экстракционная часть может также содержать более одного прокалывающего элемента, например два прокалывающих элемента с одинаковыми или различными прокалывающими элементами. Прокалывающие элементы могут быть расположены с возможностью перемещения по отдельности или вместе относительно друг друга. Преимущество заключается в том, что путем выбора прокалывающего (-их) элемента (ов) и, таким образом, изменения количества отверстий вторых типов в мембране выходного отверстия могут быть обеспечены различные возможные режимы экстракции.The plurality of piercing elements may be part of a piercing element movably positioned relative to the extraction plate between an extended position and a retracted position of the piercing elements and comprising a support plate from which the piercing elements extend. The piercing elements may be fixedly attached to the base plate, or they may be spring-loaded relative to it. Such a configuration can be compact and easy to implement and/or can reliably provide (by position relative to the extraction plate) two different extraction modes, namely a low pressure extraction mode and a higher pressure extraction mode. The extraction part may also contain more than one piercing element, for example two piercing elements with the same or different piercing elements. The piercing elements may be movable individually or together relative to each other. The advantage is that by selecting the piercing element(s) and thus changing the number of second types of holes in the outlet membrane, various possible extraction modes can be provided.
Согласно аспекту изобретения опорная пластина прокалывающего элемента проходит за экстракционной пластиной. Опорная пластина может быть расположена с противоположной стороны поверхности экстракционной пластины, на которой находятся рельефные элементы. Такая конструкция особенно компактна и обеспечивает более простое кинематическое устройство между убранным и выдвинутым положениями. Прокалывающий элемент может быть расположен с возможностью перемещения в по меньшей мере, по существу, направлении перевода и осевом направлении относительно экстракционной пластины. Осевое и прямолинейное перемещение может быть простым и может снижать риск закупоривания. Термин «осевой», как правило, относится к основному направлению выдвижения экстракционной камеры между впрыскивающей частью и экстракционной частью. Это направление может быть, по существу, перпендикулярным поперечному направлению экстракционной пластины. Однако возможны и другие варианты расположения, такие как спиральное размещение или расположение с возможностью поворотного перемещения прокалывающего элемента по отношению к экстракционной пластине. According to an aspect of the invention, the support plate of the piercing element extends behind the extraction plate. The support plate may be located on the opposite side of the surface of the extraction plate, on which the relief elements are located. This design is particularly compact and provides a simpler kinematic arrangement between the retracted and extended positions. The piercing element may be movable in at least a substantially translation direction and an axial direction relative to the extraction plate. Axial and linear movement may be simple and may reduce the risk of clogging. The term "axial" generally refers to the main direction of extension of the extraction chamber between the injection part and the extraction part. This direction may be substantially perpendicular to the transverse direction of the extraction plate. However, other arrangements are also possible, such as a helical arrangement or a pivoting arrangement of the piercing element with respect to the extraction plate.
Блок экстракции может иметь приводной элемент, выполненный с возможностью задействования прокалывающего элемента и/или экстракционной пластины при относительном перемещении между убранным положением и выдвинутым положением прокалывающих элементов. Приводной элемент может управлять прокалывающим элементом и/или экстракционной пластиной независимо от давления, возникающего в экстракционной камере.The extraction unit may have a drive element configured to actuate the piercing element and/or the extraction plate in relative movement between the retracted position and the extended position of the piercing elements. The drive element can control the piercing element and/or the extraction plate, regardless of the pressure that occurs in the extraction chamber.
Условия экстракции напитка могут быть выбраны путем выбора либо рельефных элементов, либо прокалывающих элементов для изменения типа отверстий в мембране и, следовательно, режима давления и потока через мембрану выходного отверстия капсулы. Beverage extraction conditions can be selected by selecting either embossing elements or piercing elements to change the type of openings in the membrane and hence the pressure and flow patterns through the capsule outlet membrane.
Прокалывающий элемент может быть подвижным, а экстракционная пластина может быть неподвижной относительно рамы. Прокалывающий элемент может прокалывать мембрану выходного отверстия при ее перемещении из убранного положения в выдвинутое положение. С его помощью можно обеспечивать большую гибкость в отношении регулирования размера отверстий в мембране выходного отверстия.The piercing element may be movable, and the extraction plate may be fixed relative to the frame. The piercing member can pierce the outlet membrane as it moves from a retracted position to an extended position. It can provide more flexibility in adjusting the size of the holes in the outlet membrane.
Блок экстракции выполнен с возможностью обеспечения по меньшей мере двух различных режимов экстракции, например: одного режима, в котором в мембране выходного отверстия сформированы отверстия первого типа, за счет чего обеспечивается экстракция напитка под высоким давлением, и второго режима, в котором в мембране выходного отверстия сформированы отверстия второго типа, благодаря чему экстракция напитка происходит под относительно более низким давлением. The extraction unit is configured to provide at least two different extraction modes, for example: one mode, in which holes of the first type are formed in the outlet membrane, thereby ensuring the extraction of the beverage under high pressure, and the second mode, in which the outlet membrane holes of the second type are formed, due to which the extraction of the beverage takes place at a relatively lower pressure.
Приводной элемент может содержать любое из: электромагнитного поршня, гидравлического поршня или механизма с шаговым двигателем. Приводной элемент предпочтительно зафиксирован на раме и/или на экстракционной части. The drive element may comprise any of: an electromagnetic piston, a hydraulic piston, or a stepper motor mechanism. The drive element is preferably fixed to the frame and/or to the extraction part.
Изобретение дополнительно относится к устройству для приготовления напитка, содержащему блок экстракции напитка, как описано выше и/или в прилагаемой формуле изобретения. Устройство содержит насос для подачи воды в блок экстракции (в частности, во впрыскивающую часть) и блок управления, выполненный с возможностью управления приводным элементом для перемещения прокалывающего элемента относительно экстракционной пластины между выдвинутым положением и убранным положением прокалывающих элементов.The invention further relates to a beverage preparation device comprising a beverage extraction unit as described above and/or in the appended claims. The device comprises a pump for supplying water to the extraction unit (in particular, to the injection part) and a control unit configured to control the drive element to move the piercing element relative to the extraction plate between the extended position and the retracted position of the piercing elements.
Блок управления выполнен с возможностью управления приводным элементом для перемещения прокалывающего элемента обратно в убранное положение перед активацией насоса для подачи воды или непосредственно, например, через менее чем 5 секунд, например через менее чем 3 секунды, после запуска насоса. Таким образом, меньше блокируется поток напитка через отверстия второго типа, созданные в мембране выходного отверстия для напитка, а значит, можно применять относительно более низкие давления и обеспечивать более высокий расход, что может быть преимущественным для доставки экстрактов напитка больших объемов.The control unit is configured to control the drive element to move the piercing element back to the retracted position before activating the water supply pump or directly, for example, in less than 5 seconds, for example, in less than 3 seconds, after the pump is started. Thus, the flow of beverage through the second type of holes provided in the beverage outlet membrane is less blocked, and thus relatively lower pressures and higher flow rates can be applied, which can be advantageous for delivering larger volumes of beverage extracts.
Кроме того, устройство для приготовления напитка может содержать средство выбора режима, имеющее по меньшей мере режим экстракции под высоким давлением, в котором блок управления приводит в действие насос для подачи воды в блок экстракции и в то же время удерживает прокалывающий элемент в убранном положении для создания отверстий первого типа, и режим экстракции под низким давлением, в котором блок управления приводит в действие приводной элемент для приведения в действие прокалывающего элемента в выдвинутом положении прокалывающих элементов для создания отверстий второго типа в мембране выходного отверстия перед задействованием насоса для подачи воды в блок экстракции.In addition, the beverage preparation device may comprise a mode selector having at least a high pressure extraction mode in which the control unit operates a pump to supply water to the extraction unit and at the same time holds the piercing element in a retracted position to create of the first type of holes, and a low pressure extraction mode in which the control unit drives the drive element to drive the piercing element in the extended position of the piercing elements to create holes of the second type in the outlet membrane before operating the pump to supply water to the extraction unit.
Средство выбора режима может включать пользовательский интерфейс, такой как переключатели выбора, сенсорный экран или аналогичные устройства. Средство выбора режима может включать в себя систему идентификации капсулы, которая содержит устройство для идентификации капсулы, такое как устройство для считывания оптических кодов (например, инфракрасный считыватель), выполненное с возможностью идентификации капсулы и позволяющее определять режим, в котором предпочтительно использовать блок экстракции. Капсула может содержать идентификатор, идентифицируемый устройством для идентификации капсулы, такой как штрихкод (-ы), распознаваемый (-ые) цвет (-а), невидимый (-ые) печатный (ые) элемент (-ы), радиочастотная (-ые) метка (-и), отформованный элемент, магнитный (-ые) или индуктивный (-ые) элемент (-ы) и их комбинации. Пользователь может не участвовать в выборе надлежащего режима, адаптированного к типу контейнера, для облегчения приготовления напитка. The mode selector may include a user interface such as select switches, a touch screen, or the like. The mode selector may include a capsule identification system that includes a capsule identification device, such as an optical code reader (e.g., an infrared reader) capable of identifying the capsule and determining the mode in which the extraction unit is preferred to be used. The capsule may contain an identifier identifiable by the capsule identification device, such as barcode(s), recognizable color(s), invisible print(s), radio frequency(s), label(s), molded element(s), magnetic(s) or inductive(s) element(s), and combinations thereof. The user may not be involved in selecting the appropriate mode, adapted to the type of container, to facilitate the preparation of the beverage.
Устройство для приготовления напитка может дополнительно содержать нагревательное устройство для нагрева воды перед ее подачей в блок экстракции. Блок управления может управлять водонагревательным устройством для нагрева воды до подходящей температуры (температур) экстракции. Температура (-ы) может (могут) быть установлена (-ы) в соответствии с режимом, выбранным средством выбора режима, и/или в соответствии с другими параметрами, например типом ингредиента напитка, например смесью кофе, содержащейся в контейнере. Преимущество заключается в возможности более эффективной экстракции напитка и/или в большем количестве вариантов. The beverage preparation device may further comprise a heating device for heating the water before it is supplied to the extraction unit. The control unit may control the water heater to heat water to suitable extraction temperature(s). The temperature(s) may(s) be set(s) according to the mode selected by the mode selector and/or according to other parameters, such as the type of beverage ingredient, such as the coffee blend contained in the container. The advantage lies in the possibility of a more efficient extraction of the drink and/or more options.
Для уменьшения количества «кремовой пенки» кофе в режиме с низким давлением блок управления может задействовать насос при давлении или диапазоне давлений (P2) в режиме низкого давления, которые могут быть ниже, чем давление или диапазон давления (P1) в режиме высокого давления. Давление может быть уменьшено путем снижения электрической мощности, или частоты, или напряжения, или тока, подаваемых на насос, чтобы обеспечивать снижение расхода воды и/или напитка. Например, уменьшением электрической мощности, или частоты, или напряжения, или силы тока может управлять блок управления, который контролирует расход, измеряемый датчиком расхода воды, например расходомером, по отношению к по меньшей мере одному заданному значению расхода воды. В альтернативном или дополнительном варианте осуществления снижение мощности, частоты, напряжения или силы тока может контролировать блок управления, отслеживающий давление воды, подаваемой в блок экстракции, например, посредством датчика давления по отношению к по меньшей мере одному заданному значению давления воды. Например, для электромагнитного водяного насоса блок управления выполнен с возможностью управления формой сигнала электрической энергии, подаваемой на насос, и срезания участка периода повторяющегося блока сигнала электрической энергии, подаваемой на насос. В WO2017/005618, например, описан способ снижения шума насоса, но в данном случае для уменьшения потребления электрической энергии в ходе экстракции он может быть применен, по существу, линейно в зависимости от времени.To reduce the "cream" of the coffee in low pressure mode, the control unit can operate the pump at a pressure or pressure range (P2) in low pressure mode, which may be lower than the pressure or pressure range (P1) in high pressure mode. The pressure can be reduced by reducing the electrical power or frequency or voltage or current supplied to the pump to reduce the flow of water and/or beverage. For example, a decrease in electrical power, or frequency, or voltage, or current may be controlled by a control unit that monitors a flow rate measured by a water flow sensor, such as a flow meter, with respect to at least one water flow setpoint. In an alternative or additional embodiment, the reduction in power, frequency, voltage, or current may be monitored by a control unit monitoring the pressure of the water supplied to the extraction unit, for example, by means of a pressure sensor in relation to at least one water pressure setpoint. For example, for an electromagnetic water pump, the control unit is configured to control the waveform of the electric power supplied to the pump and cut off the portion of the period of the repeating block of the electric power supplied to the pump. In WO2017/005618, for example, a method for reducing pump noise is described, but in this case, to reduce the consumption of electrical energy during extraction, it can be applied essentially linearly with time.
Для увеличения автоматизации устройство для приготовления напитка может содержать механизированный приводной узел для закрытия впрыскивающей части с экстракционной частью. Как правило, блок управления выполнен с возможностью управления механизированным приводным узлом между открытым положением блока экстракции и закрытым положением блока экстракции и выполнен с возможностью задействования прокалывающего элемента в выдвинутом положении для формирования отверстий второго типа в мембране выходного отверстия в закрытом положении блока экстракции, например когда средство выбора выбрало режим с низким давлением. Преимущество заключается в автоматическом закрывании и открывании устройства для приготовления напитка, автоматическом выборе режимов экстракции напитка и автоматическом управлении прокалывающим элементом. Выполнение операций устройства для приготовления напитка может быть облегчено, когда из-за закрытия устройства для приготовления напитка происходит автоматический запуск выбора режима экстракции напитка. To increase automation, the beverage preparation device may include a motorized drive unit for closing the injection part with the extraction part. Typically, the control unit is configured to control the motorized drive unit between the open position of the extraction unit and the closed position of the extraction unit, and is configured to actuate the piercing element in the extended position to form second-type holes in the outlet membrane in the closed position of the extraction unit, for example, when the means Selected low pressure mode. The advantage lies in automatic closing and opening of the beverage preparation device, automatic selection of beverage extraction modes and automatic control of the piercing element. Operations of the beverage preparation apparatus can be facilitated when the beverage extraction mode selection is automatically triggered due to the closing of the beverage preparation apparatus.
Другой аспект изобретения относится к применению сменной капсулы, содержащей ингредиенты напитка, для экстракции в экстракционной камере: вышеописанного блока экстракции или вышеописанного устройства для приготовления напитка, причем в капсуле предусмотрена стенка для введения жидкости и мембрана выходного отверстия для напитка. Например, капсула имеет кольцевую кромку относительно которой и/или на которой герметично прикреплена мембрана выходного отверстия для напитка.Another aspect of the invention relates to the use of a replaceable capsule containing beverage ingredients for extraction in an extraction chamber: the above-described extraction unit or the above-described beverage preparation device, wherein the capsule is provided with a liquid introduction wall and a beverage outlet membrane. For example, the capsule has an annular edge against which and/or on which the beverage outlet membrane is sealed.
Дополнительный аспект изобретения относится к системе для приготовления напитка, содержащей устройство для приготовления напитка или блок экстракции, как описано выше, и сменную капсулу, содержащую ингредиенты напитка и имеющую стенку для введения жидкости и мембрану выходного отверстия для напитка. Например, капсула имеет кольцевую кромку относительно которой и/или на которой герметично прикреплена мембрана выходного отверстия.A further aspect of the invention relates to a beverage preparation system comprising a beverage preparation device or extraction unit as described above and a replaceable capsule containing beverage ingredients and having a liquid injection wall and a beverage outlet membrane. For example, the capsule has an annular edge relative to which and/or on which the outlet membrane is sealed.
Значения давления, как правило, измеряют ниже по потоку относительно насоса и выше по потоку относительно штуцера подвода воды, например, в жидкостной линии между штуцером подвода воды и насосом. Давление в экстракционной камере или в капсуле может быть снижено по сравнению с таким измеренным давлением при наличии обратного клапана, например, на штуцере подвода воды впрыскивающей части, и/или дросселирующих устройств, установленных в штуцере подвода воды впрыскивающей части, или с помощью прокалывающих элементов, встроенных в стенку для введения капсулы, и/или ингредиентами в капсуле, и/или другими препятствиями.Pressure values are typically measured downstream of the pump and upstream of the water inlet, for example in the liquid line between the water inlet and the pump. The pressure in the extraction chamber or in the capsule can be reduced in comparison with such a measured pressure by the presence of a check valve, for example, on the water inlet of the injection part, and / or throttling devices installed in the water inlet of the injection part, or by means of piercing elements, built into the wall for the introduction of the capsule, and/or the ingredients in the capsule, and/or other obstacles.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На фиг. 1 представлен двухмерный вид спереди блока экстракции в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;In FIG. 1 is a two-dimensional front view of an extraction unit according to a preferred embodiment of the invention;
на фиг. 2 представлен вид в поперечном сечении вдоль плоскости A-A, показанной на фиг. 1, блока экстракции изобретения, в частности, в открытом положении блока;in fig. 2 is a cross-sectional view along plane A-A shown in FIG. 1, the extraction unit of the invention, in particular, in the open position of the unit;
на фиг. 3 представлен вид в поперечном сечении блока экстракции в закрытом положении блока и в убранном положении прокалывающего элемента;in fig. 3 is a cross-sectional view of the extraction unit in the closed position of the unit and in the retracted position of the piercing element;
на фиг. 4 представлен частичный вид в перспективе блока экстракции, изображающий, в частности, экстракционную часть с прокалывающим элементом в убранном положении, показанном на фиг. 5;in fig. 4 is a partial perspective view of the extraction unit, showing in particular the extraction part with the piercing element in the retracted position shown in FIG. five;
на фиг. 5 представлен вид в поперечном сечении блока экстракции в закрытом положении блока и в выдвинутом положении прокалывающего элемента;in fig. 5 is a cross-sectional view of the extraction unit in the closed position of the unit and in the extended position of the piercing element;
на фиг. 6 представлен частичный вид в перспективе блока экстракции, изображающий, в частности, экстракционную часть с прокалывающим элементом в выдвинутом положении, показанном на фиг. 5;in fig. 6 is a partial perspective view of the extraction unit, showing in particular the extraction part with the piercing element in the extended position shown in FIG. five;
на фиг. 7 представлен частичный вид в перспективе экстракционной пластины с прокалывающим элементом в убранном положении;in fig. 7 is a partial perspective view of the extraction plate with the piercing element in the retracted position;
на фиг. 8 представлен двухмерный вид спереди экстракционной пластины и соединенного с ней прокалывающего элемента;in fig. 8 is a two-dimensional front view of the extraction plate and the piercing element connected to it;
на фиг. 9 представлен вид в поперечном сечении вдоль плоскости B-B экстракционной пластины, показанной на фиг. 8, и соединенного с ней прокалывающего элемента;in fig. 9 is a cross-sectional view along plane B-B of the extraction plate shown in FIG. 8 and a piercing element connected thereto;
на фиг. 10 показана сменная капсула со множеством отверстий первого типа 91 после экстракции с применением режима высокого давления;in fig. 10 shows the first type of multi-hole exchange capsule 91 after extraction using the high pressure mode;
на фиг. 11 представлен частичный вид в перспективе экстракционной пластины с прокалывающим элементом в выдвинутом положении;in fig. 11 is a partial perspective view of an extraction plate with the piercing element in an extended position;
на фиг. 12 представлен вид спереди экстракционной пластины в плоскости и соединенного с ней прокалывающего элемента;in fig. 12 is a front plan view of the extraction plate and the piercing element connected to it;
на фиг. 13 представлен вид в поперечном сечении вдоль плоскости B-B экстракционной пластины и соединенного с ней прокалывающего элемента;in fig. 13 is a cross-sectional view along plane B-B of an extraction plate and a piercing element connected thereto;
на фиг. 14 показана сменная капсула со множеством отверстий 90 первого типа после экстракции с применением режима низкого давления; in fig. 14 shows a replaceable capsule with a plurality of
на фиг. 15 представлено схематическое изображение устройства для приготовления напитка, содержащего блок экстракции по изобретению;in fig. 15 is a schematic representation of a beverage preparation device comprising an extraction unit according to the invention;
на фиг. 16 представлена блок-схема функционирования устройства для приготовления напитка в соответствии с двумя разными режимами экстракции;in fig. 16 is a block diagram of the operation of the beverage preparation apparatus according to two different extraction modes;
на фиг. 17 представлен вариант блок-схемы по фиг. 16;in fig. 17 is a variant of the block diagram of FIG. sixteen;
на фиг. 18 представлен график типовых профилей давления в соответствии с тремя возможными режимами экстракции: для режима экстракции под высоким давлением, режима экстракции под низким давлением без регулирования расхода и режима экстракции под низким давлением с регулированием расхода;in fig. 18 is a plot of typical pressure profiles for three possible extraction modes: high pressure extraction mode, low pressure extraction mode without flow control, and low pressure extraction mode with flow control;
на фиг. 19 представлен график типовых профилей расхода в соответствии с тремя режимами, представленными на фиг. 18. in fig. 19 is a plot of typical flow profiles according to the three modes shown in FIG. eighteen.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Пример блока 1 экстракции настоящего изобретения в целом описан со ссылкой на фиг. 1–3. Блок расположен с возможностью приема сменной капсулы 2, содержащей разделенные на порции ингредиенты, такие как обжаренный и молотый кофе.An example of the
В данном примере капсула представляет собой капсулу для приготовления напитка с относительно жестким стаканчиком, закрытым гибкой мембраной выходного отверстия. В возможных вариантах блок экстракции также может быть выполнен с возможностью приема капсулы, изготовленной в виде гибкой таблетки или саше. Таблетка, как правило, сформирована из гибких стенок. В типовом примере в сменной капсуле предусмотрена стенка 3 для введения жидкости, кольцевая кромка 4 и мембрана 5 выходного отверстия для напитка. Капсула может содержать порцию обжаренного и молотого кофе. Мембрана 5 выходного отверстия для напитка может быть непроницаемой для жидкости и должна быть перфорирована или разорвана, чтобы через нее мог проходить напиток. Мембрана выходного отверстия для напитка может быть изготовлена из алюминия или может представлять собой слоистую конструкцию из бумаги с полимерным покрытием, бумаги с алюминиевым покрытием или бумаги с алюминиевым и полимерным покрытиями. Капсула для приготовления напитка может иметь чашеобразный корпус со стенкой для введения жидкости и кромкой, к которой припаяна мембрана выходного отверстия для напитка. Например, мембрана выходного отверстия может иметь толщину от 30 до 50 мкм, например толщину приблизительно 40 мкм (в определяемой толщине, как правило, не учитывается возможный вытисненный узор). Таблетка может иметь две гибкие стенки, герметично прикрепленные на кромке. Таблетка может быть симметричной вдоль плоскости кромки, благодаря чему обеспечивается возможность экстракции напитка через любую из двух стенок. Таким образом, одна стенка представляет собой стенку для введения, а другая стенка представляет собой мембрану выходного отверстия для напитка в зависимости от ориентации таблетки в блоке экстракции напитка. In this example, the capsule is a beverage capsule with a relatively rigid cup closed with a flexible outlet membrane. In possible embodiments, the extraction unit may also be configured to receive a capsule made in the form of a flexible tablet or sachet. The tablet is typically formed from flexible walls. In a typical example, the replaceable capsule is provided with a liquid introduction wall 3, an annular edge 4 and a
Блок экстракции содержит раму 6, впрыскивающую часть 7 и экстракционную часть 20.The extraction unit contains a
Впрыскивающая часть 7 расположена с возможностью размещения в ней стенки 3 для введения жидкости капсулы и подачи воды в экстракционную камеру 8, когда блок экстракции напитка закрыт, как показано на фиг. 3. Впрыскивающая часть содержит по меньшей мере один штуцер 9 подвода воды для впрыскивания воды. Впрыскивающая часть может включать сетку 10, формирующую полость для приема стенки для введения жидкости, и может включать перфорирующие элементы 11 для перфорации стенки 3 для введения жидкости капсулы. Перфорирующие элементы 11 могут представлять собой лезвия или иглы, выступающие из нижней части выемки 10. На переднем конце полости 10 обеспечена кольцевая прижимная кромка 12 для закрытия экстракционной камеры 8 на кромке 4 капсулы и прижимания кромки к экстракционной части 20. Экстракционная камера 8 может быть ограничена полостью сетки 10 впрыскивающей части вплоть до прижимной кромки 12, причем давление прикладывается к мембране 5 выходного отверстия капсулы, смежной с экстракционной частью 20. Блок экстракции, как правило, содержит водопроводную линию 15 для подачи воды в штуцер 9 подвода воды. В блоке экстракции может быть установлен водонагреватель 16 для нагрева воды до температуры, подходящей для экстракции ингредиента напитка в капсуле. В впрыскивающей части 7 устройства может быть предусмотрена полость, выполненная с возможностью размещения в ней капсул с одинаковым диаметром кромки. На основании диаметра кромки можно определять совместимость капсулы, которую прижимают впрыскивающей частью к экстракционной части. Однако впрыскивающая часть также может быть расположена с возможностью расширения для адаптации экстракционной камеры к капсулам с различными значениями диаметра и/или длины, как описано в EP2906092, EP2906093 или EP2908706.The injecting
В этом варианте осуществления экстракционная часть 20 может быть установлена с возможностью перемещения относительно рамы 6, чтобы перемещаться между открытым положением (фиг. 2) и закрытым положением (фиг. 3), в котором формируется экстракционная камера 8. Экстракционная часть 20 может быть направлена в боковом направлении в раме, например, с помощью рельсовых направляющих 75, и т.п. Экстракционную часть 20 можно приводить в движение между двумя положениями с помощью механизированного или ручного узла 17 привода. Дополнительная информация о конфигурации такого типа приведена в WO 2012/025258, WO 2012/025259, WO 2012/093108 и WO 2013/127476. Конечно, можно устанавливать впрыскивающую часть с возможностью перемещения относительно рамы. Как впрыскивающая, так и экстракционная части могут быть выполнены с возможностью перемещения относительно рамы, или только одна из впрыскивающей и экстракционной частей может быть выполнена с возможностью перемещения относительно рамы.In this embodiment, the
В открытом положении экстракционная часть 20 находится на расстоянии от впрыскивающей части 7, благодаря чему можно вставлять капсулу в блок экстракции в канал 40 для вставки. Для этого в раме может быть предусмотрена конструкция 19 скольжения (например, две поперечные канавки для скольжения). Как видно из фиг. 6, рама может содержать профилированное отверстие 80, имеющее форму, пригодную для установки в него капсулы, благодаря чему можно вставлять капсулу в конструкцию скольжения и вводить ее в канал. Рама может дополнительно содержать упорное средство 81, например, расположенное в конструкции скольжения, для остановки капсулы в канале 40, когда блок экстракции находится в открытом положении, как показано на фиг. 2, и обеспечивает тем самым возможность приема капсулы во впрыскивающей части, когда блок экстракции переводят в закрытое положение. Возможны и другие системы загрузки капсулы. In the open position, the
Экстракционная часть 20 содержит экстракционную пластину 21, которая выполнена с возможностью взаимодействия с мембраной выходного отверстия для напитка капсулы в закрытом положении блока экстракции. Экстракционная пластина может быть расположена с возможностью обеспечения взаимодействия между мембраной выходного отверстия и экстракционной пластиной, когда капсула размещена на месте, а блок экстракции находится в закрытом положении впрыскивающей части и экстракционной части (фиг. 3 и 5). Экстракционная часть имеет выходные отверстия 22 для напитка для выпускания жидкого экстракта напитка при его высвобождении из капсулы в ходе экстракции. Выходные отверстия 22 для напитка могут быть обеспечены посредством экстракционной пластины 21. Экстракционная часть 20 может содержать элемент 23 для сбора и выдачи напитка ниже по потоку относительно экстракционной пластины 21 для сбора экстракта напитка с выходных отверстий для напитка. Указанный элемент для сбора и выдачи может содержать главное выходное отверстие 24 для напитка для выдачи экстракта напитка в принимающую емкость, такую как чашка. Компонент для сбора и выдачи может содержать часть (-и), которая (-ые) представляет (-ют) собой фиксированную или выровненную часть экстракционной пластины, и часть (-и), которая (-ые) находится (находятся) на расстоянии от экстракционной пластины, такую (такие) как наружная крышка 25. Компонент для сбора и выдачи может содержать дополнительные элементы, такие как паровой экстрактор, разделитель (-и) потока, дополнительный коллектор и/или противовспениватель (-и). The
Экстракционная пластина 21 имеет множество рельефных элементов 26, выполненных с возможностью создания отверстий первого типа в мембране выходного отверстия. Например, количество и форму рельефных элементов определяют для перфорации, например разрыва, мембраны выходного отверстия капсулы только при определенном давлении (также называемом «давление открытия») или выше него при впрыскивании воды в экстракционную камеру. Экстракционная пластина имеет такую конфигурацию, что давление открытия, как правило, составляет 8 бар или более, более предпочтительно находится в диапазоне от 8 до 12 бар. Давление также сильно зависит от сопротивления разрыву мембраны выходного отверстия и, таким образом, от материала (-ов) и толщины мембраны выходного отверстия. The
Экстракционная пластина может включать периферийный опорный участок 41 без рельефных элементов 26 для поддержки кромки капсулы на месте в блоке. Экстракционная пластина может иметь постоянный поперечный размер, т.е. постоянный диаметр. Экстракционная пластина может быть образована из жесткой в поперечном направлении части, т.е. периферийной части и/или центральной части без возможности осевого перемещения. Экстракционная пластина может быть изготовлена из, по существу, монолитной детали. Экстракционная пластина может быть изготовлена из полиамида с высокой механической и тепловой стойкостью, такого как полифталамид (торговое название: EMS Grivory) или аналогичного материала. Для дополнительного улучшения его механических свойств материал экстракционной пластины (например, полифталамид) может быть заполнен коротким стекловолокном или другим наполнителем для механического упрочнения.The extraction plate may include a
Экстракционная часть имеет прокалывающие элементы 29, которые выполнены с возможностью перемещения относительно экстракционной пластины, например сквозь экстракционную пластину, между втянутым и выдвинутым, например развернутым, положением. Экстракционная часть 20 может включать прокалывающий элемент 27, расположенный с возможностью перемещения относительно экстракционной пластины 21. Прокалывающий элемент может содержать опору или основание 28, из которого выступает множество таких прокалывающих элементов 29. Прокалывающие элементы могут представлять собой иглы или штыри. Прокалывающий элемент может быть изготовлен из того же материала, что и экстракционная пластина. The extraction part has piercing
Прокалывающий элемент 27 выполнен с возможностью перемещения между убранным положением, показанным на фиг. 2, 3, 4, 7 и 9, и выдвинутым положением, например развернутым, показанным на фиг. 5, 6, 12 и 13. В убранном положении прокалывающие элементы могут быть неактивными, а рельефные элементы 26 проходят за пределы прокалывающих элементов 29 или по меньшей мере, по существу, до уровня прокалывающих элементов 29 для взаимодействия с мембраной выходного отверстия. Для этого прокалывающие элементы расположены с относительным смещением за свободным концом рельефных элементов. В выдвинутом положении прокалывающие элементы активны и выступают за свободный конец рельефных элементов. Прокалывающие элементы предпочтительно выступают на достаточное расстояние (например, 1–2 мм) для создания отверстий второго типа в мембране выходного отверстия, например, путем механического воздействия, когда прокалывающие элементы находятся в выдвинутом положении, а мембрана выходного отверстия расположена вблизи экстракционной пластины, когда впрыскивающая часть закрыта относительно экстракционной части.The piercing
Блок 1 экстракции может быть выполнен с возможностью задействования прокалывающих элементов 29 в одном или более режимах, выбранных из:The
- режима удержания прокалывающих элементов 29 в неподвижном состоянии от начала до конца экстракции указанного ингредиента в такой капсуле 2 в экстракционной камере 8, причем, например, прокалывающие элементы 29 перемещаются внутрь экстракционной камеры и/или наружу из экстракционной камеры перед началом экстракции ингредиента или удерживаются снаружи с возможностью предотвращения воздействия прокалывающих элементов 29 на такую капсулу 2 до конца экстракции;- the mode of holding the piercing
- режима с перемещением прокалывающих элементов 29 внутрь и необязательно наружу из экстракционной камеры 8 перед началом экстракции ингредиента в такой капсуле 2, когда такая капсула 2 находится в экстракционной камере 8; и- mode with moving the piercing
- режима удержания прокалывающих элементов 29 снаружи экстракционной камеры 8 в начале экстракции ингредиента в такой капсуле 2, а затем перемещения прокалывающих элементов 29 внутрь и затем необязательно их перемещения наружу из экстракционной камеры 8, причем ингредиент, например, предварительно смачивают, и при этом напиток не вытекает в начале экстракции.- the mode of holding the piercing
Прокалывающий элемент 27 может быть установлен с экстракционной пластиной с возможностью перемещения в направлении перевода между двумя положениями. Направление (T) перевода предпочтительно, по существу, выровнено или параллельно или по меньшей мере не наклонено более чем на 5–10 градусов относительно осевого направления (I) экстракционной пластины и/или капсулы, причем экстракционная пластина и/или мембрана выходного отверстия проходят, по существу, поперечно в таком направлении. The piercing
Как показано на фиг. 13, прокалывающий элемент может перемещаться вместе с прокалывающими элементами, направляемыми при переводе во множестве сквозных каналов 31, образованных в экстракционной пластине. Прокалывающий элемент может, таким образом, возвратно-поступательно скользить между указанными двумя положениями. В выдвинутом положении прокалывающего элемента опора 28 упирается в заднюю (или внешнюю поверхность) экстракционной пластины 21, в то время как прокалывающие элементы в положении прокалывания полностью выходят за пределы поверхностей свободных концов рельефных элементов 26 на несколько миллиметров. Прокалывающие элементы могут быть расположены с возможностью прохождения через рельефные элементы. Для этого каждый рельефный элемент предпочтительно проходит по центру сквозных каналов 31. Проточные каналы 32 и выходные отверстия 22, предусмотренные в каналах, могут быть не заняты прокалывающими элементами. В альтернативном или дополнительном варианте осуществления прокалывающие элементы размещают в сквозных каналах, обеспеченных в проходах. Количество прокалывающих элементов, как правило, зависит от площади поверхности раскрытия, необходимой для обеспечения достаточного уменьшения давления экстракции. Прокалывающие элементы по отдельности имеют меньшее поперечное сечение по сравнению с поперечным сечением рельефных элементов. Поперечное сечение прокалывающего элемента меньше 0,8 мм2, предпочтительно составляет от 0,1 до 0,6 мм2. As shown in FIG. 13, the piercing element can move with the piercing elements guided in translation in a plurality of through
Прокалывающий элемент можно перемещать между двумя (убранным и выдвинутым) положениями с помощью приводного элемента 30. Приводной элемент расположен с возможностью перемещения прокалывающего элемента относительно экстракционной пластины, предпочтительно в направлении перевода между убранным положением и выдвинутым положением прокалывающих элементов. Приводной элемент может включать, например, электромагнитный поршень, или гидравлический поршень, или шаговый электрический двигатель, который может быть соединен с валом 77 опоры 28 прокалывающего элемента или может быть непосредственно соединен с опорой. Например, гидравлический поршень можно приводить в действие с помощью водяного насоса устройства для приготовления напитка посредством жидкостной линии, которая не связана с впрыскиванием воды во впрыскивающей части.The piercing element can be moved between two (retracted and extended) positions using the
На фиг. 7 и 9 показано убранное положение прокалывающего элемента, которое также соответствует положению экстракции под высоким давлением, в котором мембрану выходного отверстия прокалывают или разрывают с помощью множества рельефных элементов с образованием отверстий первого типа. Пластина может быть выполнена с несколькими массивами отдельных пирамидальных рельефных элементов, разделенных сетью ортогонально расположенных каналов 32, например, описанных в EP0512470 в отношении фиг. 10. Рельефные элементы могут содержать наклонные боковые поверхности под углами от 10 до 30° с террасированными зонами и проточными каналами. Рельефные элементы могут представлять собой прямолинейные радиальные секции, например, идентичные или аналогичные секциям, описанным в отношении фиг. 2, 5a–5d и 8 в EP0512470. Экстракционная пластина может быть такой, что при образовании отверстия первого типа рельефные элементы разрывают мембрану выходного отверстия в месте расположения этих рельефных элементов с достижением разрывного напряжения мембраны, чтобы напиток мог протекать по каналам и выходить через выходные отверстия 22 для напитка. Давление открывания мембраны выходного отверстия в этой конфигурации может составлять несколько бар, например от 7 до 12 бар, в зависимости от характеристик обжаренного и молотого кофе (т.е. смеси, массы, гранулометрического состава, насыпной плотности после уплотнения и т.д.) и мембраны выходного отверстия (материала, толщины). In FIG. 7 and 9 show the retracted position of the piercing element, which also corresponds to the high pressure extraction position, in which the outlet membrane is pierced or ruptured with a plurality of relief elements to form openings of the first type. The plate may be made with several arrays of individual pyramidal relief elements separated by a network of orthogonally arranged
Устройство 33 для приготовления напитка включает блок 1 экстракции. Устройство для приготовления напитка, как правило, содержит насос 34 для подачи воды в блок экстракции и блок 35 управления, выполненный с возможностью управления приводным элементом 30, который перемещает прокалывающий элемент между двумя положениями. Устройство для приготовления напитка может также содержать водяной бак 36 для подачи воды в насос 34 по жидкостной линии 37. Устройство может содержать датчик 76 расхода воды для измерения расхода воды, подаваемой во впрыскивающую часть блока экстракции, и отправки входных данных о расходе в блок управления для сравнения с заданным значением расхода и управления расходом через насос в качестве ответной реакции. The beverage preparation device 33 includes an
Устройство для приготовления напитка может содержать средство 38 выбора режима для выбора режима экстракции под давлением блока экстракции. Средство 38 выбора может, например, содержать физические или виртуальные кнопки в интерфейсе пользователя. Средство выбора режима может также быть расположено на расстоянии от устройства для приготовления напитка, например, оно может представлять собой удаленный пользовательский интерфейс, например смартфон и т.п. Средство выбора режима предпочтительно содержит по меньшей мере один режим экстракции под высоким давлением, в котором блок управления управляет насосом для подачи воды в блок экстракции и удерживает при этом прокалывающий элемент в убранном положении, как показано на фиг. 3. Он также предпочтительно содержит по меньшей мере один режим экстракции под более низким давлением, в котором блок управления задействует приводной элемент 30 для приведения прокалывающего элемента в выдвинутое положение для прокалывания мембраны выходного отверстия, как показано на фиг. 5, перед включением насоса для подачи воды в блок экстракции. The beverage preparation device may include a mode selection means 38 for selecting the pressure extraction mode of the extraction unit. The
Устройство для приготовления напитка может дополнительно содержать электрический двигатель 39 для автоматического приведения в действие приводного узла 17 блока экстракции между открытым и закрытым положениями впрыскивающей части по отношению к экстракционной части. Блок 35 управления, как правило, задействует двигатель 39 после выполнения пользователем выбора с помощью средства 38 выбора режима. The beverage preparation device may further comprise an
На фиг. 16 представлена блок-схема операций устройства для приготовления напитка в двух возможных режимах экстракции. Если устройство готово на этапе 100, блок управления на средстве выбора режима может выбирать 110 режим экстракции. Следует отметить, что указанный выбор не обязательно может предполагать выбор пользователем, если устройство для приготовления напитка содержит систему идентификации капсулы, с помощью которой можно идентифицировать капсулу, например, посредством оптического кода. Выбор режима, таким образом, будет выполнен путем идентификации капсулы устройством для приготовления напитка.In FIG. 16 is a block diagram of the operation of the beverage preparation device in two possible extraction modes. If the device is ready at
В выбранном режиме 120 экстракции под низким давлением блок экстракции закрывают с помощью механизированного приводного узла, приводимого в действие блоком управления на этапе 130. Блок управления также приводит в действие приводной элемент 30 для выдвижения прокалывающего элемента на этапе 140. Очевидно, что этот этап можно опустить, если прокалывающий элемент перед началом уже находится в выдвинутом положении. Благодаря комбинации указанных двух операций, а именно закрытия блока экстракции и выдвижения прокалывающего элемента, обеспечивается прокалывание мембраны выходного отверстия размещенной внутри капсулы. В следующей операции 150 блок управления приводит в действие приводной элемент 30 для втягивания прокалывающего элемента. В результате этого получают проколотые отверстия второго типа. Прокалывающие элементы, убранные из проколотых отверстий, таким образом предотвращают повышение противодавления в ходе экстракции и способствуют протеканию напитка по каналам и через экстракционную пластину. В следующей операции 160 блок управления активирует насос (т.е. он запускается и останавливается) для выполнения экстракции напитка. Активация насоса заканчивается, когда происходит автоматическая или ручная остановка насоса при достижении требуемого объема экстракта напитка. Кроме того, может происходить периодический запуск насоса для обеспечения предварительного смачивания сухого ингредиента кофе. Автоматической остановкой насоса может управлять датчик расхода, отправляющий входные данные об объеме воды в блок управления. Блок экстракции может необязательно автоматически открываться в качестве конечной операции 170. В менее предпочтительном варианте прокалывающий элемент перемещается в убранное положение после запуска активированного насоса, но до завершения активации. В этом случае втягивание должно предпочтительно происходить вскоре после запуска насоса (например, через менее чем 5 секунд).In the selected low
Если выбран режим 125 с высоким давлением, блок управления не приводит в действие прокалывающий элемент в выдвинутом положении или, если прокалывающий элемент уже находится в выдвинутом положении, он переводит его в убранное положение. Блок управления может непосредственно закрывать блок экстракции на этапе 135 и активировать насос для запуска и остановки подачи воды в варочную камеру. По мере повышения давления в капсуле рельефные элементы перфорируют мембрану выходного отверстия с образованием отверстий первого типа 91 (фиг. 10). Отверстия, как правило, находятся в контакте с рельефными элементами и таким образом обеспечивают высокое гидравлическое сопротивление. Гидравлическое сопротивление, обеспечиваемое этими отверстиями, превышает гидравлическое сопротивление, создаваемое отверстиями второго типа (фиг. 14) в режиме с низким давлением.If
На фиг. 17 представлен вариант блок-схемы операций устройства для приготовления напитка в двух возможных режимах экстракции. Отличие от предыдущей операции заключается в том, что блок управления может изменять давление и/или расход в насосе. Блок управления предпочтительно задействует насос при пониженном давлении в режиме экстракции под низким давлением (этап 155) и задействует насос при стандартном давлении в режиме экстракции под высоким давлением (этап 165). In FIG. 17 shows a variant flowchart of the operation of the device for preparing a drink in two possible extraction modes. The difference from the previous operation is that the control unit can change the pressure and/or flow in the pump. The control unit preferably operates the pump at reduced pressure in the low pressure extraction mode (step 155) and operates the pump at standard pressure in the high pressure extraction mode (step 165).
В режиме с пониженным давлением образование кремовой пенки кофе может быть уменьшено или прекращено вследствие снижения давления, создаваемого насосом. Блок управления предпочтительно задействует насос при давлении или диапазоне P2 давлений в диапазоне, например, от 1 до 5 бар выше атмосферного давления. В режиме с высоким давлением давление воды, подаваемой насосом, возрастает выше 6 бар, предпочтительно в диапазоне от 8 до 20 бар. Давление может быть изменено путем изменения величины электрической мощности или напряжения, подаваемого на насос, из-за которого, как правило, меняется расход напитка. Например, уменьшением электрической мощности или напряжения может управлять блок управления, который управляет расходом, измеряемым датчиком расхода воды по отношению к по меньшей мере одному заданному значению расхода воды. В альтернативном или дополнительном варианте осуществления снижение мощности или напряжения может контролировать блок управления, который управляет давлением воды, подаваемой в блок экстракции, например, с помощью датчика давления по отношению к по меньшей мере одному заданному значению давления воды. In reduced pressure mode, the creamy crema of the coffee can be reduced or stopped by reducing the pressure generated by the pump. The control unit preferably operates the pump at a pressure or pressure range P2 in the range of, for example, 1 to 5 bar above atmospheric pressure. In high pressure mode, the pressure of the water supplied by the pump rises above 6 bar, preferably in the range of 8 to 20 bar. The pressure can be changed by changing the amount of electrical power or voltage supplied to the pump, which usually changes the flow rate of the drink. For example, a reduction in electrical power or voltage may be controlled by a control unit that controls the flow rate measured by the water flow sensor with respect to at least one set water flow rate. In an alternative or additional embodiment, the reduction in power or voltage may be monitored by a control unit that controls the pressure of the water supplied to the extraction unit, for example by means of a pressure sensor, in relation to at least one water pressure set point.
На фиг. 18 представлены профили давления воды в зависимости от времени в трех возможных режимах экстракции. Верхняя кривая представляет изменение давления в стандартных условиях, в которых мембрану выходного отверстия перфорируют с помощью рельефных элементов под действием давления. Капсула открывается под действием давления только при взаимодействии со множеством рельефных элементов. Средняя кривая представляет изменение давления после прокалывания мембраны прокалывающим элементом без снижения расхода в насосе. Нижняя кривая представляет изменение давления после прокалывания мембраны прокалывающим элементом и со снижением расхода в насосе. In FIG. 18 shows water pressure versus time profiles for three possible extraction modes. The upper curve represents the change in pressure under standard conditions in which the outlet membrane is perforated with relief elements under pressure. The capsule opens under pressure only when interacting with a plurality of relief elements. The middle curve represents the change in pressure after the diaphragm is pierced by the piercing element without reducing the pump flow. The lower curve represents the change in pressure after the diaphragm is pierced by the piercing element and with a decrease in pump flow.
На фиг. 19 представлены соответствующие профили расхода воды в зависимости от времени в режимах экстракции, представленных на фиг. 18. Получен такой же порядок кривых (высокий, средний, низкий).In FIG. 19 shows the respective water flow profiles versus time for the extraction modes shown in FIG. 18. The same order of curves (high, medium, low) is obtained.
Claims (28)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18161841 | 2018-03-14 | ||
| EP18161841.4 | 2018-03-14 | ||
| EP18214480.8 | 2018-12-20 | ||
| EP18214480 | 2018-12-20 | ||
| PCT/EP2019/056251 WO2019175219A1 (en) | 2018-03-14 | 2019-03-13 | Beverage extraction unit for selectively providing orifices of different types in a capsule for extraction of the beverage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020132027A RU2020132027A (en) | 2022-03-29 |
| RU2787867C2 true RU2787867C2 (en) | 2023-01-13 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0870457A1 (en) * | 1992-07-20 | 1998-10-14 | Societe Des Produits Nestle S.A. | Extraction method for sealed flexible bags and device therefor |
| RU2011129119A (en) * | 2009-11-19 | 2013-01-20 | Нестек С.А. | REPLACEMENT CONTAINER AND METHOD FOR PREPARING A DRINK, SUCH AS A COFFEE, FROM THE ABOVE REPLACED CONTAINER |
| WO2013114294A1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-08 | Ethical Coffee Company Sa | Movable puncture needle for a device for preparing a beverage extracted from a capsule |
| WO2016033702A1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-03-10 | Ip Evolution Sa | Method for preparing a coffee extract and machine for implementing said method |
| WO2016071794A1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-12 | Luigi Lavazza S.P.A. | Machine for the preparation of liquid products via capsules |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0870457A1 (en) * | 1992-07-20 | 1998-10-14 | Societe Des Produits Nestle S.A. | Extraction method for sealed flexible bags and device therefor |
| RU2011129119A (en) * | 2009-11-19 | 2013-01-20 | Нестек С.А. | REPLACEMENT CONTAINER AND METHOD FOR PREPARING A DRINK, SUCH AS A COFFEE, FROM THE ABOVE REPLACED CONTAINER |
| WO2013114294A1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-08 | Ethical Coffee Company Sa | Movable puncture needle for a device for preparing a beverage extracted from a capsule |
| WO2016033702A1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-03-10 | Ip Evolution Sa | Method for preparing a coffee extract and machine for implementing said method |
| WO2016071794A1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-12 | Luigi Lavazza S.P.A. | Machine for the preparation of liquid products via capsules |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2001343B1 (en) | Process and apparatus for preparing a beverage under controlled pressure | |
| EP2442696B1 (en) | System and method for preparing a beverage | |
| JP6291141B2 (en) | Use of processing units, systems including consumables and consumables | |
| RU2632398C1 (en) | System, method and capsule for specified amount of beverage preparation | |
| US10194769B2 (en) | Brew beverage device with pressure release | |
| EP3051986A1 (en) | Brewing module | |
| AU2005200274A1 (en) | System for dispensing short and long coffee beverages | |
| JP2014524318A (en) | Cartridge removal system | |
| EP3764853B1 (en) | Beverage extraction unit for selectively providing orifices of different types in a capsule for extraction of the beverage | |
| RU2787867C2 (en) | Beverage extraction unit, beverage making device, use of replaceable capsule and beverage making system | |
| EP2862486B1 (en) | Dispenser unit for an espresso coffee machine of capsule type, for professional use | |
| US20200405091A1 (en) | Beverage extraction unit with movable outflow obstructor | |
| JP2021515626A (en) | Beverage machine that controls and pierces capsules | |
| RU2798410C2 (en) | Beverage extraction unit with movable flow restrictor | |
| RU2785880C2 (en) | Beverage making device with controllable capsule piercing | |
| JP2021517011A (en) | Beverage machine with a configuration that extracts non-homogeneous raw materials | |
| AU2013224719A1 (en) | Process and apparatus for preparing a beverage under controlled pressure |