用于制备热饮料的冲泡设备制造技术

在一种用于制备热饮料，特别是制备咖啡饮料的方法和相关的冲泡设备中，将一定量的风味调料，尤其是咖啡粉加入到冲泡腔(12)中，然后，在冲泡操作中，使可预先确定总量的冲泡水在压力的作用下通过该冲泡腔(12)，以增强现煮咖啡饮料的口感品质，或至少增加一杯接一杯地制备的咖啡饮料的口感一致性，在冲泡操作期间，可连续地或至少多次地确定冲泡腔(12)上游或下游的冲泡水的体积流量的值，和/或已经通过的冲泡水的量，或将要通过的冲泡水的量，并且，根据所确定的值致动优选地布置在冲泡腔沿通流方向的下游的可控制的背压阀(9)。背压阀(8)被设计为电机操作的针阀，控制器(10)通过致动相应的驱动电机(20)打开或关闭该针阀。

A brewing equipment for the preparation of hot drinks

In a method for preparing hot drinks, especially the preparation of coffee drinks and related brewing equipment, a certain amount of flavor seasoning, especially coffee powder, is added to the bubble chamber (12), and in the brewing operation, the bubble water which can be predetermined under pressure is passed through the bubble chamber (12) to enhance the current in the brewing operation. The taste quality of the coffee beverage, or at least the taste consistency of the coffee drinks prepared by one cup after one cup, can be continuously or at least during the brewing operation to determine the volume of the volume flow of the flush water at the upstream or downstream of the bubble chamber (12), and / or the amount of the washed water passed through, or the flush water to be passed through. And according to the determined value, the controllable backpressure valve (9) is preferably positioned downstream of the brewing chamber along the flow direction. The back pressure valve (8) is designed as a needle valve for motor operation, and the controller (10) opens or closes the needle valve by actuating the corresponding driving motor (20).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备热饮料的冲泡设备本专利技术涉及一种制备热饮料，特别是制备咖啡饮料的方法，并且还涉及一种相关的冲泡设备，在该方法和冲泡设备中，可预设总量的冲泡水在冲泡过程中在施加的压力下被引导通过一定量的风味载体，尤其是容纳于冲泡腔中的咖啡粉。市场上可购得的咖啡机，如全自动咖啡机或意式浓缩咖啡机，都具有充满咖啡粉的冲泡腔，在该冲泡腔中咖啡粉可以被压缩，然后热水可在压力的引导下通过该冲泡腔。在某些情况下，这种类型的咖啡机还具有可以现磨咖啡豆的研磨机。在热水被引导通过冲泡腔时，其压力主要在通过冲泡腔中被压缩的咖啡粉时下降，即，通过在咖啡粉压缩过程中形成的“咖啡堆”时下降。有时候，为了获得更好的咖啡油，还提出在冲泡腔的下游设置节流阀，以增加冲泡腔中的压力。EP1133944B1提出在冲泡腔的下游设置机械控制阀，在该机械控制阀中，弹簧试图使阀体保持在开启位置，并且在该机械控制阀中，可以通过加压的咖啡饮料克服弹簧在关闭方向上的预张力使阀体关闭。上述的控制阀装置用于使相对流率在一定范围内保持恒定。弹簧的预张力和因此所需的流率可以通过调节螺栓手动调节。就已知的咖啡机而言，可以发现冲泡饮料的味道和品质受到了严重的波动。对于目前市面上可购得的咖啡机而言，除了使用的咖啡的类型和数量之外，咖啡的研磨程度和咖啡粉在冲泡腔中的压缩程度对冲泡的咖啡饮料的味道也有着显著的影响。但是，除此之外，人们也经常发现在咖啡机已经停用较长一段时间后，首次配制的咖啡的味道和品质与期望值相差甚远，甚至不得不将咖啡倒掉。然而，即使在恒定条件下的连续操作期间，所配制的咖啡饮料的品质和味道也可能出现波动。因此，本专利技术的目的是提高现冲泡的咖啡饮料的口感品质，至少提高连续制备的咖啡饮料的特有口感的一致性。该目的可以通过方案1中所述的冲泡设备和方案16中所述的方法实现。有益的改进可以从从属方案中找到。根据本专利技术的一种冲泡设备，该冲泡设备具有可以施加压力的冲泡腔，该冲泡腔用于在冲泡过程中引导可预设总量的冲泡水通过容纳于冲泡腔中的一定量的咖啡粉，该冲泡设备还具有测量装置，该测量装置布置在冲泡腔的上游或下游，用于确定冲泡水的体积流率，或用于确定已经被引导通过的冲泡水的量，或用于确定将要被引导通过的冲泡水的量，该冲泡设备还具有可控制的背压阀，该背压阀优选地布置在冲泡腔沿通流方向的下游，该冲泡设备还具有控制器，用于根据测量装置确定的值来致动背压阀。在本实例中，背压阀采用电机操作的针阀，也就是说，例如，由控制器致动相应的驱动电机逐渐地或逐步地打开或关闭针阀。因此，本专利技术提供了背压的主动控制，该背压由布置在冲泡腔沿流动方向的下游的背压阀产生，以使在整个冲泡过程中通过容纳于冲泡腔中的咖啡堆的压力能基本保持不变。在本实施例中，根据本专利技术使用的针阀首先允许流率的准确性，其次允许流率的快速响应控制。一方面，在冲泡过程中，主动背压流量控制允许对恒定的流率或恒定的排出体积流率进行调节。但是，由申请人进行的实验可知，关于咖啡品质，最佳结果是，通过调节冲泡过程中的一部分冲泡水的恒定的总通流时间，实现尽可能的保持咖啡品质不变。由申请人进行的感官实验表明，通过对不同研磨程度的咖啡粉给定恒定的通流时间，可以制备在口味和品质方面几乎相同的咖啡饮料。这是一个意想不到且极其令人惊讶的发现，因为之前我们假定咖啡饮料的味道主要受咖啡粉的研磨程度，即，颗粒大小的影响，并且首先必须使用尽可能细的咖啡粉来制备具有“意式浓缩”口感的咖啡饮料。在本专利技术的实例中这不再是必需的。申请人甚至已经能够使用粗研磨咖啡粉来制备具有“意式浓缩”口感的咖啡饮料，这些咖啡饮料比用特殊的，尤其是精细的意式浓缩咖啡粉制备的咖啡饮料感觉更好，根据申请人的研究结果，这是由于咖啡风味会因为过度的精细研磨而流失。因此，根据本专利技术的背压流量控制，事实上完全适合于抵消咖啡粉的研磨程度的差异，从而充分地简化工艺，因此当通过现磨咖啡豆制备咖啡饮料时，可使用更经济有效的研磨机构。其次，根据本专利技术的背压流量控制允许通过刻意地改变通流时间而不是使用具有相同研磨程度的咖啡粉来萃取具有不同感官特征的饮料。此外，优化品质基本恒定的咖啡饮料的排出时间，允许咖啡粉的少量使用，从而根据本专利技术的背压流量控制可以节省咖啡粉。因此，在本专利技术的一个有益改进方案中，可连续确定或者至少多次确定已经被导入的冲泡水的量或将要被导入的冲泡水的量，以根据该方式确定的量来致动背压阀，使得冲泡过程是在可预设的总通流时间内进行。在达到预设的总通流时间之前，在给定冲泡水的可预设的总量的前提下，根据在剩余时间段内还需通过冲泡腔的冲泡水的多少，决定是否再打开或再关闭背压阀，以增加或减少体积流率。根据本专利技术的用于背压流量控制的测量变量和输入值可以是测得的体积流率值，该体积流率值可以通过，例如，位于进水口的流量传感器来确定。已经被引入的冲泡水的量可以通过特别简单的方式从上述体积流率值确定，例如，通过PID控制器对体积流率值进行积分。针阀具有阀针，该阀针由主轴支撑并且通过调节主轴使该阀针可相对于阀孔轴向移动。特别地，主轴可以相对于主轴螺母被弹簧加载。这种预张紧弹簧使主轴相对于主轴螺母被预张紧，主要用于抵消主轴间隙，否则，当阀门开启和关闭时，由于旋转角度的不同会引起主轴间隙。当使用步进电机驱动主轴时，这是特别有益的。阀孔的直径优选为1mm-5mm，进一步地该直径优选为1mm-3mm。在本实例中，阀针至少部分地形成为圆锥形且具有2°-10°的倾斜角度，优选地，该倾斜角度为4°-7°。正如之前提到的一样，使用的驱动电机优选为步进电机。步进电机首先允许阀门的快速开启和关闭，其次允许阀孔的非常精确的设置。在本实例中，如果步进电机能以全步长模式和部分步长模式运转是特别有益的。在产品配制操作开始时的第一开启阶段，步进电机以全步长模式运转，在产品配制操作期间的第二阶段，步进电机以部分步长模式运转，控制器可以使所述步进电机以上述这种方式致动。因此，首先可确保阀门能在产品配制操作开始时快速地开启，且在产品配制操作结束时快速地关闭，其次，在产品配制期间可以非常精确且精细的控制阀门。优选地，控制器被设计为可根据测量装置的测量值致动背压阀，以使冲泡过程在可预设的基本恒定的流率下进行并完成，优选地，在可预设的总通流时间下进行并完成。特别地，控制器可以采用PID控制器。在本专利技术的优选进化中，控制器以自主学习的方式被编程，使得该控制器从之前的冲泡过程中确定在冲泡过程开始之后的起始阶段通过背压阀的液体流量，一旦液体开始流动所述液体流量必须被节流，以达到期望的总通流时间或预期的流率。特别地，会发现在冲泡过程开始之后的起始阶段中会发现剧烈波动的通流响应，这可能是因为在阀门区域中的热膨胀效应或弹性材料响应。特别是当使用由步进电机驱动的针阀时，必须在起始阶段调节背压阀，有时需相当大的范围的调节，以达到期望的流量。此处，已经发现从之前的冲泡过程学习，并且确定在产品配制操作开始时一旦流体开始流动阀门必须调节的范围，这是非常有益的。背压阀进一步地有益效果和协同效果是由于在冲泡过程结束后，背压阀会完全关闭。这样，可以避免正如在传统咖啡机中观察到的、咖啡饮料从排出管线中滴下的情况。然而，还可以发现可以在冲泡过程结束之后的预设的时间段内或可预设的时间段内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备热饮料的冲泡设备，尤其是制备咖啡饮料的冲泡设备，包括：‑冲泡腔(12)，所述冲泡腔(12)用于在冲泡过程中引导可预设总量的冲泡水通过容纳有一定量的风味载体的所述冲泡腔(12)，尤其是通过被引入到所述冲泡腔(12)中的咖啡粉(13)，其特征在于，‑测量装置(7)，所述测量装置布置在所述冲泡腔(12)的上游或下游，以确定水流的体积流率，或确定已经被引导通过的冲泡水的量，或确定将要被引导通过的冲泡水的量，‑可控制的背压阀(9)，所述背压阀(9)布置在所述冲泡腔(12)沿通流方向的下游，‑控制器(10)，所述控制器(10)用于根据所述测量装置(7)确定的值致动所述背压阀(9)，其中，所述背压阀为电机操作的针阀(9)的形式，并且，所述控制器(10)通过致动驱动电机(24)进一步地开启或关闭所述针阀(9)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.18 DE 102015217997.41.一种用于制备热饮料的冲泡设备，尤其是制备咖啡饮料的冲泡设备，包括：-冲泡腔(12)，所述冲泡腔(12)用于在冲泡过程中引导可预设总量的冲泡水通过容纳有一定量的风味载体的所述冲泡腔(12)，尤其是通过被引入到所述冲泡腔(12)中的咖啡粉(13)，其特征在于，-测量装置(7)，所述测量装置布置在所述冲泡腔(12)的上游或下游，以确定水流的体积流率，或确定已经被引导通过的冲泡水的量，或确定将要被引导通过的冲泡水的量，-可控制的背压阀(9)，所述背压阀(9)布置在所述冲泡腔(12)沿通流方向的下游，-控制器(10)，所述控制器(10)用于根据所述测量装置(7)确定的值致动所述背压阀(9)，其中，所述背压阀为电机操作的针阀(9)的形式，并且，所述控制器(10)通过致动驱动电机(24)进一步地开启或关闭所述针阀(9)。2.根据权利要求1所述的冲泡设备，其中，所述针阀(9)具有阀针(22)，所述阀针(22)被主轴(23)支撑，且通过调节所述主轴(23)使所述阀针(22)能相对于阀孔(21)轴向移动，其中，所述主轴(23)优选为相对于主轴螺母(30)被弹簧加载。3.根据权利要求2所述的冲泡设备，其中，所述阀孔(21)的直径为1mm-5mm，该直径优选为1mm-3mm，所述阀针(22)至少部分为圆锥形并具有2°-10°的倾斜角度，该倾斜角度优选为4°-7°。4.根据上述权利要求中任一项所述的冲泡设备，其中，所述驱动电机(24)为步进电机。5.根据权利要求4所述的冲泡设备，其中，所述步进电机(24)能以全步长模式和部分步长模式运转，所述控制器(10)被设计为在产品配制操作开始的第一开启阶段以全步长模式致动所述步进电机，并在产品配制操作期间的第二阶段以部分步长模式致动所述步进电机。6.根据权利要求4或5所述的冲泡设备，其中，所述控制器(10)被设计为在所述针阀(9)关闭期间以减小的线圈电流致动所述步进电机(24)，使关闭期间的操作力减小。7.根据上述权利要求中任一项所述的冲泡设备，其中，所述控制器(10)被设计为根据所述测量装置(7)确定的值致动所述针阀(9)，使得冲泡过程能在预设的总通流时间内完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·威特利，M·蒂里，S·穆勒，
申请(专利权)人：弗兰卡凯菲马斯池因股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH