WO2020152052A1 - Verfahren und maschine zur zubereitung eines brühgetränkes - Google Patents

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extraction
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Kerstin KORTSCHIK
Jan Pahnke
Holger Feldmann
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Melitta Single Portions Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a method for preparing a brewed beverage according to the preamble of claim 1 and a machine for preparing a brewed beverage according to the preamble of claim 8.
  • DE 10 2015 121 634 B4 discloses a coffee machine in which hot water is provided via an outlet device above a filter vessel in order to prepare coffee.
  • the coffee strength can be set using a selector switch, and depending on the switch position, the hot water is dispensed in different quantities at different outlet openings. Due to the stationary arrangement of the outlet openings and the filter insert, the surface of the ground coffee is not evenly wetted, as is possible with a Flandbrew, for example.
  • a coffee machine with a plurality of stationary outlet openings above a fixed filter holder is also shown in DE 20 2014 104 028 U1.
  • the brewing strength can be adjusted, the choice being the relative movement of the feed to the filter paper depending on the brewing strength set in different patterns, the temperature of the hot water supplied depending on the set Brewing strength is different and / or the volume flow of hot water that flows through the inlet is different depending on the brewing strength set.
  • the brewing strength can be changed by one or more of the measures mentioned, with the same amount of extraction material and the same amount of beverage, in order to produce an optimized brewing drink.
  • the relative movement of the inlet to the filter paper insert can take place in different patterns.
  • the inlet or the filter paper insert can be moved by a drive, optionally both the inlet and the filter paper insert can also be moved during the brewing process. Due to the relative movement of the inlet to the filter paper insert, the hot water can be applied to a surface of the extraction material as in different patterns, so that a comparatively large area of the extraction material is wetted with hot water.
  • the surface covered with the inlet is determined by the size of the inlet and the relative movement between the inlet and filter paper insert during the brewing process, i.e. while hot water flows from the inlet.
  • the size of the opening or openings of the inlet is multiplied by the distance of the inlet relative to the filter insert, so that the area of the movement path is obtained. Areas to be deducted are areas that are covered twice by the inlet.
  • the surface covered with the feed during the brewing is preferably at least 10% of the total surface of the extraction material, in particular between 20% and 70%. This makes it possible to achieve a particularly uniform extraction of the extraction material, regardless of the surface geometry of the extraction material, since almost all areas of the extraction material can be wetted.
  • a small amount of water is first introduced via the inlet to a still closed filter insert in order to open a closure device provided on the top of the filter insert by the hot water being supplied.
  • This opening can, for example, be caused by swelling processes, the closure device having one or more flaps that open by the swelling processes, so that an upper opening of the portion pack is released for the brewing process.
  • hot water can then be supplied via the inlet for wetting the extraction material. This combines Facilitates handling when preparing the brewed beverage, as the closed filter insert can already be used when filled.
  • hot water for pre-brewing can be added via the inlet, in order to then wait a pause of at least 10 s, preferably between 15 s and 30 s, before hot water for the further brewing Broth is abandoned. This intensifies the extraction, since the extraction material has enough time to expand and bloom due to the pre-brewing.
  • three different brewing strengths can preferably be set, a different degree of extraction being obtained from the brewing drink, depending on the brewing strength set.
  • a mild brewing strength can have an extraction level between 18% to 20%, a medium brewing strength an extraction level between 19 to 21% and a strong brewing strength an extraction level between 20 to 22%.
  • the brewing strength can be adjusted, where the relative movement of the inlet to the filter paper insert takes place in different patterns depending on the brewing strength set, the temperature of the hot water supplied is different depending on the brewing strength set and / or the volume flow of hot water, which is pumped through the inlet by a pump or passed through by gravity, varies depending on the brewing strength set. This enables the production of a brewed beverage with an optimized extraction level, depending on the taste of the user and the selected brewing strength.
  • the temperature of the water supplied can be higher with a stronger brewing strength than with a mild brewing strength, the temperature difference for example between 2 ° C and 8 ° C.
  • the volume flow ie the volume of hot water delivered per unit of time, can vary depending on the brewing strength, in particular by at least 10%. Due to a higher volume flow, the contact time of the extraction material with the hot water is shorter, so that a lower degree of extraction is achieved. This Effect is enhanced by the fact that a higher liquid level in the filter insert during preparation results in a larger active filter area, which in turn allows more volume to flow away per unit of time.
  • the filter insert is preferably arranged on a stationary holder of the machine, and only the inlet can be moved by a drive.
  • the inlet can be driven in several directions, for example via a curve guide or other means, in order to run under different patterns when brewing.
  • the inlet seen from above can follow a pattern in the form of several circles with different diameters, a spiral, star-shaped, meandering and / or wave-shaped.
  • the filter insert can also be moved by a drive, the inlet optionally also being moved or arranged in a stationary manner.
  • a temperature sensor is preferably provided in front of the inlet in order to be able to set a predetermined temperature when hot water is supplied in order to obtain a certain brewing strength.
  • a filter insert is preferably used as a portion pack, which has an opening device on an upper side and is used in a filled state. It is also possible to fill a filter insert only on the machine and to insert a filter insert without a closure device.
  • the inlet can only have a single opening on its underside through which hot water flows.
  • the feed can then be moved in a predetermined pattern over a surface of the extraction material to replicate the Flandbrew.
  • FIGS. 1A and 1B show two views of a portion pack for use in a machine according to the invention
  • Figures 2 to 4 several schematic views of a holder with egg nem filter insert in the preparation of a brewed beverage
  • FIGS 5 to 7 several views to explain the relationship between the path of movement of the inlet relative to the filter insert with regard to the degree of extraction;
  • Figures 8 to 10 several representations of patterns to represent possible trajectories of the inlet relative to the filter insert
  • Figure 1 1 is a diagram showing the degree of extraction depending on the set brewing strength
  • Figure 12 is a view of a machine according to the invention for the preparation of a brewed beverage.
  • a filter insert 1 is designed as a portion pack and comprises filter walls 2 made of a liquid-permeable material, which open at a lower tip 3.
  • the filter insert 1 is pyramid-shaped and comprises a closure device 4 on a substantially flat upper side in the closed state, which is formed from a plurality of pivotable flaps.
  • the flaps can be pivoted over folded edges 5 and are essentially triangular.
  • At one end of the flaps holding means 6 are provided, by means of which the flaps are locked together in a closed position.
  • the filter insert 1 If the filter insert 1 is to be opened from the closed position shown in FIG. 1A, a small amount of hot water can be added to the top of the filter insert in order to start swelling processes which cause swelling, in particular at the folded edges 5, which leads to pivoting of the flaps and opening of the filter insert 1, as shown in FIG. 1B.
  • the filter insert 1 can be formed as disclosed in document DE 10 2018 101 338.
  • a filter insert 1 In the open position, an interior 7 of the filter insert 1 is accessible from above, an extraction material, in particular coffee or tea, being filled in the interior 7.
  • a filter insert 1 can be inserted into a filter holder 10, as shown in FIG.
  • the filter holder 10 comprises an upwardly open receptacle 11, on which several ribs 12 protrude inwards from the side walls.
  • an outlet 13 At the bottom of the filter holder 10, an outlet 13 is provided for the brewed beverage.
  • the filter insert 1 shown in FIG. 1A can be inserted into the filter holder 10, the filter insert 1 already being filled with extraction material 8.
  • the filter insert 1 has been brought into an open position in which a mixture 8 ′′ of the extraction material with water is accessible from above and an upper surface 9 can be wetted with water.
  • an inlet 20 is provided which can be moved via a schematically illustrated drive in order to be able to run off the surface 9 of the mixture 8 'with different patterns. From the inlet 20, schematically represented hot water 22 is applied via an outlet opening 21 to the surface 9 of the mixture 8 ', in order to then collect the finished brewed beverage at the outlet 13.
  • the filter insert 1 is shown in plan view in FIGS. 5 to 7, and it is shown how a movement of the inlet 20 relative to the filter insert 1 changes the extraction result.
  • the inlet is rigidly arranged above the surface 9 of the extraction material, and hot water is only added in the middle.
  • the graphic below shows, an over-extraction is obtained in a central area, since in the central area all the hot water is fed in.
  • an edge area on the other hand, hardly any hot water is passed through the extraction material, so that there is too little extraction there. Only in a transition area between the edge area and the middle loading area is an optimal amount of hot water supplied by the extraction material. Due to the over- and under-extraction, the taste result deteriorates.
  • the filter insert 1 is shown in plan view in FIG. 6 when an inlet 20 rotating on an annular path is provided.
  • the extraction result is improved because in the area of the ring-shaped path of the inlet an over-extraction is still obtained, but the degree of extraction is now in an optimized range at several points. An under-extraction takes place in the edge area and in the middle, since too little hot water is conducted through the extraction material there.
  • FIG 7 a spiral pattern is shown, which can be obtained by a relative movement between filter insert 1 and inlet 20.
  • the degree of extraction is optimized by this pattern, since the surface of the upper side 9 covered with the inlet 20 is enlarged, so that there is no longer any over- or under-extraction, but rather the extraction material is extracted in an ideal area. This enables an optimized setting of the extraction and the brewing strength.
  • FIG. 8 shows a pattern of a movement path of the inlet 20 relative to the surface 9, in which hexagonal ring-shaped paths are used which have a different radius.
  • the surface 9 can be optimally wetted with hot water.
  • FIG. 9 shows a substantially star-shaped movement path of the inlet, which is moved relative to the surface 9 of the extraction material in order to wet the surface 9 with water as far as possible.
  • a surface which is at least 10%, preferably between 20% and 70%, of the surface of the extraction material is covered over during the brewing process, preferably with the openings on the inlet. This avoids that areas of the extraction material are exposed to under-extraction.
  • FIG. 11 An extraction diagram is shown in FIG. 11, the degree of extraction being plotted on the X axis and the TDS value in percent on the Y axis.
  • This is a chemical parameter and, as an abbreviation for the English expression 'total dissolved solids', represents the entirety of all inorganic and organic substances dissolved in a solvent. When extracting ground coffee, it represents the strength of the coffee beverage. In Europe, a value between 1.2% and 1.45% is ideal for filter coffee.
  • the brewing parameters By setting the brewing parameters, a different brewing drink can be obtained with the same filter insert 1 with extraction material, which has a different degree of extraction. For example, with the "mild" setting, the temperature of the hot water can be set between 87 and 89 ° C.
  • the volume flow of hot water can be between 200 ml / min and 220 ml / min, with no pause between a pre-broth and a broth.
  • the pattern of the inlet 20 can be chosen, for example, according to FIG. 8, the outer traces being driven away more frequently than the inner ones, in order to wet the edge regions of the pyramid-shaped filter insert 1 with water and thus to produce a milder brewing beverage.
  • the temperature of the hot water supplied can be between 91 ° C and 93 ° C, for example.
  • the residence time of the hot water on the extraction material is lengthened, which increases the degree of extraction.
  • a pre-brewing can additionally take place, in which a certain amount of hot water is initially added to the extraction material 8, in order then to provide a waiting time for the extraction material to unfold, for example between 5 s and 15 s, before further hot water is then brewed on the Filter insert 1 is abandoned.
  • the pattern of the movement of the inlet can be chosen according to FIG. 8 or also according to the outer areas of FIG. 8 combined with FIG. 9.
  • the temperature of the hot water supplied can be increased, for example to a range between 93 ° C. to 96 ° C.
  • the volume flow can be reduced to a quantity between 100 to 120 ml / min.
  • a pause between a pre-brewing and the actual brewing process can be provided, for example between 15 s and 30 s. This allows the extraction material to swell after a first application of hot water, and only then is more hot water added to increase the degree of extraction.
  • the feed movement can take place according to a predetermined pattern, for example according to FIG. 9 or FIG.
  • the degree of extraction of the brewed beverage can thus be adapted to the taste of the user, where the degree of extraction with the setting "mild” is preferably in a range of 19%, with the setting "medium” in a range of 20 % and in the setting "strong” in a range of 21%.
  • FIG. 12 shows a machine 14 for preparing a hot beverage, which comprises a base station 15 which has a housing in which a heating device, a pump and a control are arranged.
  • a removable tank 16 for fresh water is provided, via which water to the pump, the heating device and to an inlet 20 can be conveyed.
  • the inlet 20 is designed as a pipeline which projects upwards from the base station 15.
  • the inlet 20 is not stationary on the Ge housing of the base station 15, but movable via a drive device.
  • a carriage 19 is provided, which is linearly movable along a guide path under a slot 25 at the base station 15.
  • the carriage 19 can be rotated via a further drive, so that the inlet 20 can be rotated about a vertical axis and can also be moved linearly along the guideway.
  • Other drives can also be used to move the inlet 20.
  • the inlet 20 has a vertical section and a horizontal section, the inlet 20 opening at an outlet opening 21 which is arranged above a filter holder 10, into which a filter insert 1 according to FIG. 1 can be inserted.
  • a holder 23 is also provided above the outlet opening 21, on which, for example, an illuminant, in particular an LED illuminant, is provided, which can be controlled via a controller in the base station 15.
  • an optical sensor can be provided on the holder 23, which detects whether a filter holder 10 is inserted on the holder 18 or not.
  • such a sensor can also determine whether a filter insert is arranged in the filter holder 10 and / or whether an extraction material is arranged in the filter insert.
  • an optical sensor with appropriate color recognition can be used for this.
  • the machine has a fixed holding device 17 at the base station 15, on which the bowl-shaped holder 18 is provided for releasably inserting the filter holder 10.
  • a drip tray 24 is provided under the outlet 13 for receiving residual liquid.

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Abstract

Ein Verfahren zur Zubereitung eines Brühgetränkes, umfasst die folgenden Schritte: Positionieren eines mit einem Extraktionsmaterial (8) gefüllten Filtereinsatzes (1) ein einem Filterhalter (10); Erhitzen von Wasser durch eine Heizeinrichtung und Fördern des erhitzten Wassers zu einem Zulauf (20) oberhalb des Filtereinsatzes (1); Bewegen des Zulaufes (20) relativ zu dem Filtereinsatz (1) zum Benetzen des Extraktionsmaterials (8) mit heißem Wasser, wobei die relative Bewegung des Zulaufes (20) zu dem Filterpapiereinsatz (1) je nach eingestellter Brühstärke in unterschiedlichen Mustern erfolgt; die Temperatur des zugeführten heißen Wassers je nach eingestellter Brühstärke unterschiedlich hoch ist, und/oder der Volumenstrom an heißem Wasser, der durch den Zulauf (20) zugeführt wird, je nach eingestellter Brühstärke unterschiedlich hoch ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Maschine zur Zubereitung eines Brühgetränkes.

Description

Verfahren und Maschine zur Zubereitung eines Brühgetränkes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zubereitung eines Brühge tränkes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Maschine zur Zu bereitung eines Brühgetränkes nach dem Oberbegriff des Anspruches 8.
Die DE 10 2015 121 634 B4 offenbart eine Kaffeemaschine, bei der heißes Wasser über eine Auslasseinrichtung oberhalb eines Filtergefäßes vorgesehen ist, um Kaffee zuzubereiten. Dabei kann über einen Wahlschalter die Kaffee stärke eingestellt werden, und je nach Schaltstellung wird das heiße Wasser in unterschiedlichen Mengen an verschiedenen Auslassöffnungen abgegeben. Durch die stationäre Anordnung der Auslassöffnungen und des Filtereinsatzes wird die Oberfläche des Kaffeemehls nicht gleichmäßig benetzt, wie dies bei spielsweise bei einer Flandbrühung möglich ist.
Eine Kaffeemaschine mit einer Vielzahl von stationären Auslassöffnungen über einem feststehenden Filterhalter zeigt auch die DE 20 2014 104 028 U1.
In der DE 10 2018 114 588 wird daher vorgeschlagen, den Zulauf für heißes Wasser bei einer Kaffeemaschine während des Brühvorganges zu drehen. Dadurch können ringförmige Bewegungsbahnen für die Zulauföffnungen vor gesehen werden, um eine gleichmäßigere Benetzung des Kaffeemehls zu er halten. Durch die ringförmige Bewegungsbahn wird nur ein Teil der Oberfläche des Kaffeemehls benetzt, und die Einstellung der Brühstärke wird nur über die Wahl der Auslassöffnungen erreicht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Ma schine zur Zubereitung eines Brühgetränkes zu schaffen, mit dem eine verbes serte Extraktion erreicht wird und unterschiedliche Brühstärken einstellbar sind.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie einer Maschine mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Brühstärke eingestellt wer den, wobei wahlweise die relative Bewegung des Zulaufes zu dem Filterpapier einsatz je nach eingestellter Brühstärke in unterschiedlichen Mustern erfolgt, die Temperatur des zugeführten heißen Wassers je nach eingestellter Brühstärke unterschiedlich hoch ist und/oder der Volumenstrom an heißem Wasser, der durch den Zulauf fließt, je nach eingestellter Brühstärke unter schiedlich hoch ist. Dadurch kann durch eine oder mehrere der genannten Maßnahmen die Brühstärke bei ansonsten gleicher Menge an Extraktionsmate rial und gleicher Getränkemenge geändert werden, um ein optimiertes Brühge tränk herzustellen.
Die Relativbewegung des Zulaufes zu dem Filterpapiereinsatz kann dabei in unterschiedlichen Mustern erfolgen. Dabei kann wahlweise der Zulauf oder der Filterpapiereinsatz durch einen Antrieb bewegbar sein, optional können auch sowohl der Zulauf als auch der Filterpapiereinsatz während des Brühvorganges bewegt werden. Durch die relative Bewegung des Zulaufes zu dem Filterpa piereinsatz kann das heiße Wasser auf eine Oberfläche des Extraktionsmateri als in unterschiedlichen Mustern aufgegeben werden, so dass eine vergleichs weise große Fläche des Extraktionsmaterials mit heißem Wasser benetzt wird.
Die mit dem Zulauf überstrichene Oberfläche bestimmt sich nach der Größe des Zulaufs und der Relativbewegung zwischen Zulauf und Filterpapiereinsatz beim Brühvorgang, also während heißes Wasser aus dem Zulauf strömt. Dabei wird die Größe der Öffnung oder der Öffnungen des Zulaufes mit der Wegstre cke des Zulaufes relativ zu dem Filtereinsatz multipliziert, so dass die Fläche der Bewegungsbahn erhalten wird. Davon Abzuziehen sind Flächen, die dop pelt durch den Zulauf überstrichen werden. Die mit dem Zulauf überstrichene Oberfläche beim Brühen beträgt vorzugsweise mindestens 10 % der gesamten Oberfläche des Extraktionsmaterials, insbesondere zwischen 20 % und 70 %. Dadurch lässt sich, unabhängig von der Oberflächengeometrie des Extrakti onsmaterials, eine besonders gleichmäßige Extraktion des Extraktionsmaterials erreichen, da nahezu sämtliche Bereiche des Extraktionsmaterials benetzt werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird über den Zulauf zunächst eine geringe Menge an Wasser auf einen noch geschlossenen Filtereinsatz aufgegeben, um eine an der Oberseite des Filtereinsatzes vorgesehene Verschlussvorrichtung durch die Aufgabe des heißen Wassers zu öffnen. Dieses Öffnen kann bei spielsweise durch Quellprozesse bewirkt werden, wobei die Verschlussvorrich tung eine oder mehrere Klappen aufweisen kann, die durch die Quellprozesse aufklappen, so dass eine obere Öffnung der Portionspackung freigegeben wird für den Brühvorgang. Nach der Öffnung kann dann über den Zulauf heißes Wasser zum Benetzen des Extraktionsmaterials zugeführt werden. Dies verein- facht die Handhabung bei der Zubereitung des Brühgetränkes, da der ge schlossene Filtereinsatz schon befüllt eingesetzt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann bei Einstellung einer starken Brühstärke über den Zulauf heißes Wasser zum Vorbrühen aufgegeben wer den, um dann vor dem Brühen eine Pause von mindestens 10 s, vorzugsweise zwischen 15 s bis 30 s, zu warten, bevor heißes Wasser für das weitere Brühen aufgegeben wird. Dies intensiviert die Extraktion, da das Extraktionsmaterial durch das Vorbrühen genügend Zeit besitzt, zu expandieren und aufzublühen.
Bei Einstellung einer milden Brühstärke erfolgt vorzugsweise keine Pause zwi schen einem Vorbrühen und einem Brühen, sondern es wird durchgängig über den Zulauf heißes Wasser zugeführt. Dadurch wird ein geringerer Extraktions grad erreicht, was zu einem milderen Geschmack führt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind vorzugsweise drei verschiedene Brühstärken einstellbar, wobei je nach eingestellter Brühstärke ein unterschied licher Extraktionsgrad beim Brühgetränk erhalten wird. Beispielsweise kann ei ne milde Brühstärke einen Extraktionsgrad zwischen 18 % bis 20 %, eine mitt lere Brühstärke einen Extraktionsgrad zwischen 19 bis 21 % und eine starke Brühstärke einen Extraktionsgrad zwischen 20 bis 22 % aufweisen.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine lässt sich die Brühstärke einstellen, wo bei wahlweise die relative Bewegung des Zulaufes zu dem Filterpapiereinsatz je nach eingestellter Brühstärke in unterschiedlichen Mustern erfolgt, die Tem peratur des zugeführten heißen Wassers je nach eingestellter Brühstärke un terschiedlich hoch ist und/oder der Volumenstrom an heißem Wasser, der durch den Zulauf durch eine Pumpe gepumpt oder durch Schwerkraft durchge leitet wird, je nach eingestellter Brühstärke unterschiedlich hoch ist. Dies er möglicht die Herstellung eines Brühgetränkes mit optimiertem Extraktionsgra de, je nach Geschmack des Benutzers und der eingestellten Brühstärke.
Die Temperatur des zugeführten Wassers kann bei stärkerer Brühstärke höher sein als bei einer milden Brühstärke, wobei der Temperaturunterschied bei spielsweise zwischen 2 °C bis 8 °C betragen kann. Auch der Volumenstrom, d.h. das pro Zeiteinheit geförderte Volumen an heißem Wasser, kann je nach Brühstärke variieren, insbesondere um mindestens 10 %. Durch einen höheren Volumenstrom ist die Kontaktzeit des Extraktionsmaterials mit dem heißen Wasser geringer, so dass ein geringerer Extraktionsgrad erreicht wird. Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, dass ein höherer Flüssigkeitsspiegel im Filterein satz während der Zubereitung eine größere aktive Filterfläche zur Folge hat, durch die wiederum mehr Volumen pro Zeiteinheit abfließen kann.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist vorzugsweise der Filtereinsatz an ei nem stationären Halter der Maschine angeordnet, und ist nur der Zulauf durch einen Antrieb bewegbar. Der Zulauf kann beispielsweise über eine Kurvenfüh rung oder andere Mittel in mehrere Richtungen angetrieben sein, um unter schiedliche Muster beim Brühen abzufahren. Beispielsweise kann der Zulauf in Draufsicht gesehen ein Muster in Form von mehreren Kreisen mit unterschied lichem Durchmesser, einer Spirale, sternförmig, mäanderförmig und/oder wel lenförmig abfahren. In einer alternativen Ausgestaltung kann auch der Filterein satz durch einen Antrieb bewegt werden, wobei der Zulauf wahlweise ebenfalls bewegt wird oder stationär angeordnet wird.
Vorzugsweise ist ein Temperatursensor vor dem Zulauf vorgesehen, um bei der Zuführung von heißem Wasser eine vorbestimmte Temperatur einstellen zu können, um eine bestimmte Brühstärke zu erhalten.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine wird vorzugsweise ein Filtereinsatz als Portionspackung eingesetzt, die an einer Oberseite eine zu öffnende Ver schlussvorrichtung aufweist und in einem gefüllten Zustand eingesetzt wird. Es ist auch möglich, eine Befüllung eines Filtereinsatzes auch erst an der Maschi ne vorzunehmen und einen Filtereinsatz ohne Verschlussvorrichtung einzuset zen.
Um bei der Zubereitung des Brühgetränkes, insbesondere Kaffee, eine Aufbrü- hung von Fland nachzuempfinden, kann der Zulauf an seiner Unterseite nur ei ne einzige Öffnung aufweisen, durch die heißes Wasser strömt. Der Zulauf kann dann in einem vorbestimmten Muster über eine Oberfläche des Extrakti onsmaterials bewegt werden, um die Flandbrühung nachzubilden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 A und 1 B zwei Ansichten einer Portionspackung zum Einsatz in ei ner erfindungsgemäßen Maschine; Figuren 2 bis 4 mehrere schematische Anasichten eines Halters mit ei nem Filtereinsatz bei der Zubereitung eines Brühgeträn kes;
Figuren 5 bis 7 mehrere Ansichten zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen der Bewegungsbahn des Zulaufes relativ zu dem Filtereinsatz im Hinblick auf den Extraktionsgrad;
Figuren 8 bis 10 mehrere Darstellungen von Mustern zur Darstellung mög licher Bewegungsbahnen des Zulaufes relativ zu dem Fil tereinsatz;
Figur 1 1 ein Diagramm zur Darstellung des Extraktionsgrades ab hängig von der eingestellten Brühstärke, und
Figur 12 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Maschine zur Zu bereitung eines Brühgetränkes.
Ein Filtereinsatz 1 ist als Portionspackung ausgebildet und umfasst Filterwände 2 aus einem flüssigkeitsdurchlässigen Material, die an einer unteren Spitze 3 münden. Der Filtereinsatz 1 ist pyramidenförmig ausgebildet und umfasst an einer im geschlossenen Zustand im Wesentlichen ebenen Oberseite eine Ver schlussvorrichtung 4, die aus mehreren schwenkbaren Klappen gebildet ist. Die Klappen sind über Faltkanten 5 verschwenkbar und im Wesentlichen dreieck förmig ausgebildet. An einer endseitigen Spitze der Klappen sind Haltemittel 6 vorgesehen, mittels denen die Klappen in einer geschlossenen Position mitei nander verriegelt sind.
Wenn der Filtereinsatz 1 aus der in Figur 1A gezeigten geschlossenen Position geöffnet werden soll, kann auf die Oberseite des Filtereinsatzes eine geringe Menge an heißem Wasser aufgegeben werden, um Quellprozesse in Gang zu bringen, die für ein Aufquellen insbesondere an den Faltkanten 5 sorgen, was zu einem Verschwenken der Klappen und zu einem Öffnen des Filtereinsatzes 1 führt, wie dies in Figur 1 B gezeigt ist. Der Filtereinsatz 1 kann dabei so aus gebildet sein, wie dies in dem Dokument DE 10 2018 101 338 offenbart ist.
In der geöffneten Position ist ein Innenraum 7 des Filtereinsatzes 1 von oben zugänglich, wobei in dem Innenraum 7 ein Extraktionsmaterial, insbesondere Kaffee oder Tee, eingefüllt ist. Zur Zubereitung eines Brühgetränkes kann ein Filtereinsatz 1 in einen Filterhal ter 10 eingefügt werden, wie er in Figur 2 gezeigt ist. Der Filterhalter 10 um fasst eine nach oben offene Aufnahme 11 , an der von den Seitenwänden meh rere Rippen 12 nach innen hervorstehen. An der Unterseite des Filterhalters 10 ist ein Ablauf 13 für das Brühgetränk vorgesehen.
Wie in Figur 3 gezeigt ist. lässt sich der in Figur 1A gezeigte Filtereinsatz 1 in den Filterhalter 10 einsetzen, wobei der Filtereinsatz 1 bereits mit Extraktions material 8 gefüllt ist.
In Figur 4 ist der Filtereinsatz 1 in eine geöffnete Position gebracht worden, in der eine Mischung 8‘ des Extraktionsmaterials mit Wasser von oben zugänglich ist und eine obere Oberfläche 9 mit Wasser benetzt werden kann. Für den Brühvorgang ist ein Zulauf 20 vorgesehen, der über einen schematisch darge stellten Antrieb bewegbar ist, um die Oberfläche 9 der Mischung 8‘ mit unter schiedlichen Mustern abfahren zu können. Aus dem Zulauf 20 wird schema tisch dargestelltes heißes Wasser 22 über eine Auslassöffnung 21 auf die Oberfläche 9 der Mischung 8‘ aufgegeben, um dann an dem Ablauf 13 das fer tige Brühgetränk aufzufangen.
In den Figuren 5 bis 7 ist der Filtereinsatz 1 in Draufsicht gezeigt, und es wird dargestellt, wie eine Bewegung des Zulaufes 20 relativ zu dem Filtereinsatz 1 das Extraktionsergebnis verändert.
In Figur 5 ist der Zulauf oberhalb der Oberfläche 9 des Extraktionsmaterials starr angeordnet, und es wird nur mittig heißes Wasser aufgegeben. Wie die Grafik darunter zeigt, wird in einem mittleren Bereich eine Überextraktion erhal ten, da in dem mittleren Bereich das gesamte heiße Wasser aufgegeben wird in einem Randbereich wird hingegen kaum heißes Wasser durch das Extrakti onsmaterial geleitet, so dass dort eine zu geringe Extraktion stattfindet. Nur in einem Übergangsbereich zwischen dem Randbereich und dem mittleren Be reich wird eine optimale Menge an heißem Wasser durch das Extraktionsmate rial zugeführt. Durch die Über- und Unterextraktion wird das Geschmackser gebnis verschlechtert.
In Figur 6 ist der Filtereinsatz 1 in Draufsicht gezeigt, wenn ein auf einer ring förmigen Bahn rotierender Zulauf 20 vorgesehen wird. Das Extraktionsergebnis wird dadurch verbessert, da zwar im Bereich der ringförmigen Bahn des Zulau- fes immer noch eine Überextraktion erhalten wird, allerdings nun an mehreren Stellen der Extraktionsgrad in einem optimierten Bereich liegt. Im Randbereich und in der Mitte erfolgt eine Unterextraktion, da auch dort zu wenig heißes Wasser durch das Extraktionsmaterial geleitet wird.
In Figur 7 ist ein spiralförmiges Muster gezeigt, das durch eine Relativbewe gung zwischen Filtereinsatzes 1 und Zulauf 20 erhalten werden kann. Durch dieses Muster wird der Extraktionsgrad optimiert, da die mit dem Zulauf 20 überstrichene Oberfläche der Oberseite 9 vergrößert ist, so dass es nicht mehr zu einer Über- oder Unterextraktion kommt, sondern das Extraktionsmaterial in einem idealen Bereich extrahiert wird. Dies ermöglicht eine optimierte Einstel lung der Extraktion und der Brühstärke.
In Figur 8 ist ein Muster einer Bewegungsbahn des Zulaufes 20 relativ zu der Oberfläche 9 dargestellt, bei dem jeweils sechseckige ringförmige Bahnen ab gefahren werden, die einen unterschiedlichen Radius besitzen. Dadurch kann die Oberfläche 9 optimiert mit heißem Wasser benetzt werden.
In Figur 9 ist eine im Wesentlichen sternförmige Bewegungsbahn des Zulaufes gezeigt, der relativ zu der Oberfläche 9 des Extraktionsmaterials bewegt wird, um die Oberfläche 9 möglichst vollflächig mit Wasser zu benetzen.
In Figur 10 eine spiralförmige Bewegungsbahn schematisch dargestellt.
Durch die Bewegung des Zulaufes 20 relativ zu der Oberfläche 9 wird vor zugsweise mit der oder den Öffnungen an dem Zulauf eine Oberfläche beim Brühvorgang überstrichen, die mindestens 10 %, vorzugsweise zwischen 20 % bis 70 %, der Oberfläche des Extraktionsmaterials beträgt. Dadurch wird ver mieden, dass Bereiche des Extraktionsmaterials einer Unterextraktion ausge setzt sind.
In Figur 11 ist ein Extraktionsdiagramm dargestellt, wobei auf der X-Achse der Extraktionsgrad und auf der Y-Achse der TDS-Wert in Prozent aufgetragen ist. Dieser ist ein chemischer Parameter und repräsentiert, als Abkürzung für den englischen Ausdruck 'total dissolved solids', die Gesamtheit aller in einem Lö sungsmittel gelösten anorganischen und organischen Stoffe. Bei der Extraktion von Kaffeemehl repräsentiert er die Stärke des Kaffeegetränks. In Europa gilt ein Wert zwischen 1 ,2% und 1 ,45% als ideal für Filterkaffee. Durch Einstellung der Brühparameter kann mit dem gleichen Filtereinsatz 1 mit Extraktionsmaterial ein unterschiedliches Brühgetränk erhalten werden, das ei nen unterschiedlichen Extraktionsgrad aufweist. Beispielsweise kann bei der Einstellung "mild" die Temperatur des heißen Wassers zwischen 87 und 89 °C eingestellt werden. Der Volumenstrom an heißem Wasser kann zwischen 200 ml/min und 220 ml/min betragen, wobei keine Pause zwischen einem Vorbrü hen und einem Brühen stattfindet. Das Muster des Zulaufes 20 kann beispiels weise gemäß Figur 8 gewählt werden, wobei die äußeren Spuren häufiger ab gefahren werden als die inneren, um die Randbereiche des pyramidenförmigen Filtereinsatzes 1 stärker mit Wasser zu benetzen und somit eine milderes Brühgetränk zu erzeugen.
Wenn die mittlere Brüheinstellung "medium" gewählt wird, kann die Temperatur des zugeführten heißen Wassers beispielsweise zwischen 91 °C und 93 °C be tragen. Durch die Reduzierung des Volumenstromes auf 150 bis 170 ml/min wird die Verweilzeit des heißen Wassers an dem Extraktionsmaterial verlän gert, was den Extraktionsgrad erhöht. Optional kann zusätzlich ein Vorbrühen stattfinden, bei dem zunächst eine gewisse Menge heißen Wassers auf das Ex traktionsmaterial 8 gegeben wird, um dann eine Wartezeit zur Entfaltung des Extraktionsmaterials vorzusehen, beispielsweise zwischen 5 s und 15 s, bevor dann weiteres heißes Wasser beim Brühen auf den Filtereinsatz 1 aufgegeben wird. Das Muster der Bewegung des Zulaufes kann gemäß Figur 8 oder auch gemäß den äußeren Bereichen von Figur 8 kombiniert mit Figur 9 gewählt wer den.
Bei Einstellung einer Brühstärke "stark" kann die Temperatur des zugeführten heißen Wassers erhöht werden, beispielsweise auf einen Bereich zwischen 93 °C bis 96 °C. Zudem kann der Volumenstrom reduziert werden auf eine Menge zwischen 100 bis 120 ml/min. Ferner kann zur Erhöhung des Extraktionsgrades eine Pause zwischen einem Vorbrühen und dem eigentlichen Brühvorgang vorgesehen werden, beispielsweise zwischen 15 s und 30 s. Dadurch kann nach einem ersten Aufgeben von heißem Wasser das Extraktionsmaterial auf quellen, und erst dann wird weiteres heißes Wasser aufgegeben, um den Ex traktionsgrad zu erhöhen. Die Zulaufbewegung kann nach einem vorbestimm ten Muster erfolgen, beispielsweise gemäß Figur 9 oder Figur 8 mit Fokus auf die inneren Spuren, so wird insbesondere in dem mittleren Bereich mehr Was ser zugegeben wird als in einem Randbereich, da die Flöhe des Extraktionsma terials in dem mittleren Bereich durch die Pyramidenform größer ist. Durch die Einstellung verschiedener Parameter kann somit der Extraktionsgrad des Brühgetränkes an den Geschmack des Benutzers angepasst werden, wo bei der Extraktionsgrad bei der Einstellung "mild" vorzugsweise in einem Be reich von 19 % liegt, bei der Einstellung "medium" in einem Bereich von 20 % und bei der Einstellung "stark" in einem Bereich von 21 %.
In Figur 12 ist eine Maschine 14 zur Zubereitung eines Heißgetränkes darge stellt, die eine Basisstation 15 umfasst, die ein Gehäuse aufweist, in dem eine Heizeinrichtung, eine Pumpe und eine Steuerung angeordnet sind. An der Ba sisstation 15 ist ein abnehmbarer Tank 16 für Frischwasser vorgesehen, über den Wasser zu der Pumpe, der Heizeinrichtung und zu einem Zulauf 20 förder bar ist. Der Zulauf 20 ist als Rohrleitung ausgebildet, die von der Basisstation 15 nach oben hervorsteht. Dabei ist der Zulauf 20 nicht stationär an dem Ge häuse der Basisstation 15 angeordnet, sondern über eine Antriebseinrichtung bewegbar. Hierfür ist ein Schlitten 19 vorgesehen, der entlang einer Führungs bahn unter einem Schlitz 25 an der Basisstation 15 linear bewegbar ist. Zudem kann der Schlitten 19 über einen weiteren Antrieb gedreht werden, so dass der Zulauf 20 um eine vertikale Achse drehbar und zusätzlich linear entlang der Führungsbahn verfahrbar ist. Es können auch andere Antriebe zum Bewegen des Zulaufes 20 eingesetzt werden.
Der Zulauf 20 weist einen vertikalen Abschnitt und einen horizontalen Abschnitt auf, wobei der Zulauf 20 an einem Auslassöffnung 21 mündet, die oberhalb ei nes Filterhalters 10 angeordnet ist, in den ein Filtereinsatz 1 gemäß Figur 1 einsetzbar ist. An dem Zulauf 20 ist oberhalb der Auslassöffnung 21 ferner ein Halter 23 vorgesehen, an dem beispielsweise ein Leuchtmittel, insbesondere ein LED-Leuchtmittel, vorgesehen ist, das über eine Steuerung in der Basissta tion 15 ansteuerbar ist. Zudem kann an dem Halter 23 ein optischer Sensor vorgesehen sein, der erfasst, ob ein Filterhalter 10 an der Halterung 18 einge setzt ist oder nicht. Optional kann ein solcher Sensor auch feststellen, ob in dem Filterhalter 10 ein Filtereinsatz angeordnet ist und/oder ob ein Extrakti onsmaterial in dem Filtereinsatz angeordnet ist. Hierfür kann beispielsweise ein optischer Sensor mit entsprechender Farberkennung eingesetzt werden.
Die Maschine weist an der Basisstation 15 eine feststehende Haltevorrichtung 17 auf, an der die schalenförmige Halterung 18 zum lösbaren Einsetzen des Filterhalters 10 vorgesehen ist. An der Unterseite der Halterung 18 ist ein Auslass 13 für das Brühgetränk vor gesehen, insbesondere für Kaffee oder Tee. Unter dem Auslass 13 ist eine Tropfschale 24 zur Aufnahme von Restflüssigkeit vorgesehen.
Bezugszeichenliste
1 Filtereinsatz
2 Filterwand
3 Spitze
4 Verschlussvorrichtung
5 Faltkante
6 Haltern ittel
7 Innenraum
8 Extraktionsmaterial
8' Mischung
9 Oberfläche
10 Filterhalter
11 Aufnahme
12 Rippe
13 Ablauf
14 Maschine
15 Basisstation
16 Tank
17 Flaltevorrichtung
18 Flalterung
19 Schlitten
20 Zulauf
21 Auslassöffnung
22 Wasser
23 Halter
24 Tropfschale
25 Schlitz

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Zubereitung eines Brühgetränkes, mit den folgenden Schrit ten:
- Positionieren eines mit einem Extraktionsmaterial (8) gefüllten Filterein satzes (1 ) ein einem Filterhalter (10);
- Erhitzen von Wasser durch eine Fleizeinrichtung und Fördern des erhitz ten Wassers zu einem Zulauf (20) oberhalb des Filtereinsatzes (1 );
- Bewegen des Zulaufes (20) relativ zu dem Filtereinsatz (1 ) zum Benet zen des Extraktionsmaterials (8) mit heißem Wasser,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) die relative Bewegung des Zulaufes (20) zu dem Filterpapiereinsatz (1 ) je nach eingestellter Brühstärke in unterschiedlichen Mustern erfolgt; b) die Temperatur des zugeführten heißen Wassers je nach eingestellter Brühstärke unterschiedlich hoch ist, und/oder
c) der Volumenstrom an heißem Wasser, der durch den Zulauf (20) fließt, je nach eingestellter Brühstärke unterschiedlich hoch ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Zulauf (20) überstrichene Oberfläche beim Brühvorgang mindestens 10 % der gesamten Oberfläche (9) des Extraktionsmaterials (8) beträgt, vor zugsweise zwischen 20% bis 70 %.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den Zulauf (20) zunächst eine geringe Menge an Wasser auf den noch ge schlossenen Filtereinsatz (1 ) aufgegeben wird, eine an der Oberseite des Filtereinsatzes vorgesehene Verschlussvorrichtung (4) durch die Aufgabe des heißen Wassers geöffnet wird, und dann über den Zulauf (20) heißes Wasser zum Benetzen des Extraktionsmaterials (8) zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einstellung einer starken Brühstärke über den Zulauf (20) heißes Wasser zum Vorbrühen auf den Filtereinsatz (1 ) aufgegeben wird und vor dem weiteren Brühen eine Pause von mindestens 10 s, vorzugsweise zwi schen 15 s bis 30 s, gewartet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einstellung einer milden Brühstärke keine Pause zwischen einem Vorbrühen und einem Brühen vorgesehen wird und durchgängig heißes Wasser über den Zulauf (20) auf das Extraktionsmaterial (8) zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (20) relativ zu dem Filtereinsatz (1 ) in Mustern in Form von mehreren Kreisen, einer Spirale, sternförmig, mäanderförmig und/oder wellenförmig bewegt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Brühvorgang drei unterschiedliche Brühstärken eingestellt werden können, bei denen der Extraktionsgrad des Extrakti onsmaterials (8) unterschiedlich hoch ist.
8. Maschine (14) zur Zubereitung eines Brühgetränkes, mit einem Zulauf (20) für heißes Wasser, der oberhalb eines flüssigkeitsdurchlässigen Filterein satzes (1 ) mit einem Extraktionsmaterial (8) angeordnet ist, wobei über den Zulauf (20) das heiße Wasser auf eine Oberfläche (9) des Extrakti onsmaterials (8) zuführbar ist, um an einem Ablauf (13) unterhalb des Fil tereinsatzes (1 ) das Brühgetränk aufzufangen, wobei während der Zufüh rung an heißem Wasser eine Relativbewegung zwischen dem Filtereinsatz (1 ) mit dem Extraktionsmaterial (8) und dem Zulauf (20) erfolgt und über eine Steuerung unterschiedliche Brühstärken einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass
a) die relative Bewegung zwischen Zulauf (20) und Filterpapiereinsatz (1 ) je nach eingestellter Brühstärke in unterschiedlichen Mustern erfolgt; b) die Temperatur des zugeführten heißen Wassers je nach eingestellter Brühstärke unterschiedlich hoch ist, und/oder
c) der Volumenstrom an heißem Wasser, der durch den Zulauf (20) ge pumpt wird, je nach eingestellter Brühstärke unterschiedlich hoch ist.
9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter einsatz (1 ) an einem stationären Halter (10) der Maschine angeordnet ist und der Zulauf (20) durch einen Antrieb bewegbar ist.
10. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (20) stationär an der Maschine angeordnet ist und der Filtereinsatz (1 ) durch einen Antrieb bewegbar ist.
11. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativ bewegung zwischen dem Filtereinsatz (1 ) mit dem Extraktionsmaterial (8) und dem Zulauf (20) durch eine Kombination aus einer Bewegung des Fil tereinsatzes (1 ) und einer Bewegung des Zulaufs (20) entsteht.
12. Maschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor vor dem Zulauf (20) vorgesehen ist und die Zuführung von heißem Wasser an dem Zulauf (20) je nach eingestellter Brühstärke in unterschiedlichen Temperaturen durchführbar ist.
13. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (1 ) als Portionspackung ausgebildet, die an einer Oberseite eine zu öffnende Verschlussvorrichtung (4) aufweist.
14. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (20) an seiner Unterseite eine einzige Öffnung aufweist, durch die das heiße Wasser strömt.
15. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Maschine drei unterschiedliche Brühstärken einstellbar sind, mit denen ein unterschiedlicher Extraktionsgrad bei dem Brühgetränk her stellbar ist.
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