專利名稱：用于在減少的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)從膠囊分送大杯咖啡提取物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從膠囊分送咖啡々欠料的方法，該膠嚢設(shè)計(jì)成在壓 力下被提取并且容納用于制備咖啡飲料的物質(zhì)。
背景技術(shù)：
可從過濾器咖啡機(jī)生產(chǎn)杯裝咖啡。但是，由于對(duì)咖啡的"淡，，提取， 得到的提取物通常具有低的咖啡固體物濃度、較差的香味分布，并且在頂
部具有很少或不具有"克莉瑪(crema)"。
市場(chǎng)上已存在設(shè)計(jì)成在壓力下被提取并且容納用于制^^欠料的物質(zhì)的 膠嚢。這些膠嚢可實(shí)現(xiàn)較好的咖啡提取，即，較高的"提取率(extraction yield)",更多香味和更好的"克莉瑪，，，更便于操作，并且它們可確保 其中容納的物質(zhì)的新鮮度。結(jié)果，可更好地保證分送具有恒定品質(zhì)的新鮮 提取的飲料。
例如，市售的商標(biāo)為"Nespresso "的實(shí)際系統(tǒng)由于生產(chǎn)良好品質(zhì)的 小杯咖叫一 (short cups of coffee)和大杯咖叫,(long cups of coffee)而受至!j 贊賞。小杯咖啡被定義為在杯子中容納小于50克的咖啡提取液，并且更具 體地》 對(duì)于espresso 類型為大約40克，對(duì)于Ristretto類型為大約25克。 由于在膠嚢中保持的10-20巴量級(jí)的高壓提取條件，被分送的提取液可在 咖啡提取率、咖啡固體物和"克莉瑪，，方面具有令人滿意的品質(zhì)屬性，并 且在發(fā)現(xiàn)對(duì)于用戶可接受的分送流動(dòng)時(shí)間內(nèi)被提供。但是， 一些消費(fèi)者更 喜歡具有利用現(xiàn)有膠嚢制備大杯咖啡的選擇項(xiàng)。大杯咖啡被定義為在杯子 中容納大約110 (+/-10)克咖啡提取液。為了分送較淡的咖啡，需要輸送 更大量的水通過膠嚢。因此，通常"大杯咖啡，，花費(fèi)過長(zhǎng)的分送時(shí)間，即
4一分鐘或更長(zhǎng)，所得到的飲料可能過于苦和澀，并且可能稍微有些淡或水 多。超過l分鐘的分送時(shí)間在商用角度看也是不可接受的，并且對(duì)于希望 連續(xù)制備數(shù)杯咖啡的消費(fèi)者而言是不方便的。
EP 1566127A2已經(jīng)針對(duì)適于使用相同的咖啡提取設(shè)備和相同的膠嚢 形式分送小杯或大杯咖啡的系統(tǒng)提出了解決方案。大杯咖啡膠嚢具有穿刺 阻力為0.6~l.lmJ的保持隔膜和300~600孩史米的咖啡粒度測(cè)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的咖啡系統(tǒng)進(jìn)行重大改進(jìn)。具體地， 一個(gè)主要 目標(biāo)是減少咖啡膠嚢分送大杯咖啡提取物的流動(dòng)時(shí)間，同時(shí)保持甚至提高 咖啡的品質(zhì)屬性，尤其是令人滿意的濃度(例如，通過其"提取率，，表示) 以及克莉瑪?shù)淖銐虻暮穸群图y理組織。
本發(fā)明是基于與現(xiàn)有技術(shù)相比在膠囊的咖啡床(coffee bed )中的壓力 損失減少這一基本發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可增加在膠嚢的隔膜/ 開口板接口處的壓力損失。實(shí)際上，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，可通過增加在隔膜/
開口板接口處的壓力損失來大大提高克莉碼屬性。在咖啡床本身中的壓力 損失的減少可降低用于分送大杯咖啡的流動(dòng)時(shí)間，或至少將其維持在所希 望的限度內(nèi)。但是，減少咖啡床中的壓力損失不可能不降低咖啡的提取率， 這將導(dǎo)致咖啡的濃度和/或香味不足。因此，本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)保持高的咖啡 提取水平的解決方案，即，使咖啡床中對(duì)流體流動(dòng)的阻力與現(xiàn)有技術(shù)的膠 嚢系統(tǒng)相比較小以便減少總的咖啡分送時(shí)間。
因此，本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)，即，借助于咖啡床中的細(xì)粉水平控制的 咖啡床的粒度測(cè)定在減少咖啡床中的壓力損失并且同時(shí)維持所希望的咖啡 提取水平方面起到關(guān)鍵作用。本發(fā)明還基于降低研磨咖啡中的細(xì)粉水平的 原理；所述細(xì)粉水平提供了更快的流動(dòng)，同時(shí)不會(huì)對(duì)得到的咖啡提取物的 提取率有很大影響。
因此，本發(fā)明涉及一種用于通過在容納研磨咖啡的膠囊內(nèi)注入處于壓 力下的水，在每110毫升提取物花費(fèi)50秒或更短的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)從該膠嚢分
5送大杯咖啡提取物的方法，
其中，該膠嚢填充有研磨咖啡并且具有分送隔膜； 其中，在咖啡提取設(shè)備中提取該膠嚢，并且在壓力下將加壓水注 入該膠嚢；
其中，借助于接合和/或壓靠在該隔膜上的接合裝置，通過膠嚢的
飲料分送隔膜釋放咖啡飲料；
其中，通過在膠嚢中提供具有受控的細(xì)粉百分比(F)的研磨咖
啡，減少咖啡床中的壓力損失，該細(xì)粉百分比(F)根據(jù)下列限制條件與
平均粒度(D4，3)相關(guān)
當(dāng)D4，3被測(cè)量為從350至400微米時(shí)，F(xiàn)低于或等于14。/。， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為從300至349微米時(shí)，F(xiàn)低于或等于16。/。， 當(dāng)D4,3被測(cè)量為從250至299微米時(shí)，F(xiàn)低于或等于18。/。。 更特別地，該方法包括用具有4艮據(jù)下列限制條件與粒度相關(guān)的受控細(xì)
粉百分比(F)的研磨咖啡來填充膠嚢
當(dāng)D4，3被測(cè)量為從350至400微米時(shí)，F(xiàn)在10% 14%之間， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為從300至349微米時(shí)，F(xiàn)在12% 16%之間， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為從250至299微米時(shí)，F(xiàn)在14% 18%之間。 甚至更優(yōu)選地，膠嚢容納具有根據(jù)下列限制條件與粒度相關(guān)的受控細(xì)
粉百分比(F)的研磨咖啡
當(dāng)D4,3被測(cè)量為從300至350微米時(shí)，F(xiàn)被包含在12% 14%之間。 被確定為研磨咖啡的平均粒度的函數(shù)的細(xì)粉水平的控制使得能夠減少
咖啡床中的壓力損失，從而大大減少流動(dòng)時(shí)間。
優(yōu)選地，在D4，3的上述特定范圍內(nèi)的單獨(dú)一種磨粉被計(jì)量，并且被填
充到膠嚢中以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。
根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選地在27~45秒的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)分送大杯咖啡提 取物。流動(dòng)時(shí)間甚至可減小到少于35秒。流動(dòng)時(shí)間減少，同時(shí)被分送的咖 啡提取物的提取率維持在15%~30%之間。更優(yōu)選地，被分送的咖啡提取 物的提取率維持在20% 26%之間。
6另外，可增加隔膜/接合裝置接口處的壓力損失，以提供改進(jìn)的品質(zhì)屬 性，尤其是改進(jìn)克莉碼的產(chǎn)生。如果通過減少細(xì)粉來補(bǔ)償在隔膜處的壓力 增加，則可保持、甚至優(yōu)選地減少流動(dòng)時(shí)間。優(yōu)選地，在咖啡提取物的頂
部形成克莉碼，其在糖測(cè)試中的穩(wěn)定性大于10秒。更優(yōu)選地，克莉碼在糖 測(cè)試中的穩(wěn)定性在大約11-15秒之間。
可通過使用其穿刺阻力高于用于分送大杯咖啡提取物的典型隔膜的隔 膜，來增加隔膜/接合裝置的接口處的壓力損失。優(yōu)選地，該隔膜具有至少 l.lmJ的穿刺阻力。更優(yōu)選地，該隔膜的穿刺阻力在1.1 3.5mJ之間。最 優(yōu)選地，該隔膜具有在1.35 3.2mJ之間的穿刺阻力。
具有較高穿刺阻力的隔膜的另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是隔膜可被更可靠地密封在膠 嚢體部上。特別地，使得出現(xiàn)有缺陷的密封的危險(xiǎn)較小，有缺陷的密封在 提取期間在流體壓力下可能意外破裂，并且可能導(dǎo)致研磨咖啡弄臟提取設(shè) 備。
還可利用其它手段來控制壓力損失，例如通過選擇開口板的特定設(shè)計(jì) (例如，更多切割或穿孔設(shè)計(jì))。
隔膜可由不同材料例如鋁、鋁合金和/或塑料制成。
在一個(gè)優(yōu)選示例中，當(dāng)隔膜由鋁或鋁合金制成時(shí)，隔膜的厚度在26-40 孩史米之間，更優(yōu)選地為大約30微米。
為了實(shí)現(xiàn)膠囊中的細(xì)粉的減少， 一種可能的方法可以是通過使用在精 細(xì)研磨區(qū)段中包含至少一對(duì)具有與縱向波玟相反的徑向波紋的輥?zhàn)拥难心?機(jī)(在填充到膠嚢中之前)研磨咖啡豆。通過使用具有徑向帶波紋的至少 一個(gè)輥?zhàn)拥闹辽?個(gè)級(jí)、優(yōu)選地4個(gè)級(jí)來研磨咖啡，可獲得良好的結(jié)果。 通過僅使用具有徑向波紋的研磨輥?zhàn)拥闹辽?個(gè)級(jí)、最優(yōu)選地6個(gè)級(jí)，可 獲得最好的結(jié)果。
膠嚢中的咖啡可在松散狀態(tài)下被填充到膠嚢中，即，在填充到膠嚢中 之前或之后沒有執(zhí)行壓實(shí)步驟?？蛇x擇地，可使用壓實(shí)設(shè)備在填充步驟之 前壓實(shí)咖啡。但是，咖啡在膠嚢中沒有被壓緊成實(shí)心塊，而是在膠嚢中保 持流動(dòng)狀態(tài)。在另一個(gè)優(yōu)選示例中，分送隔膜的開口板由浮凸部的網(wǎng)絡(luò)形成，浮凸
部的數(shù)量?jī)?yōu)選地為20~50個(gè)；每個(gè)浮凸部具有平坦的上表面，單個(gè)表面面 積在大約0.5~51111112之間。更優(yōu)選地，浮凸部的上表面的單個(gè)表面面積在 0.8 3mm2之間。這種開口設(shè)置還可有助于產(chǎn)生足以形成更好的克莉碼的壓 力損失。


圖1是示出根據(jù)不同研磨技術(shù)的平均粒度和細(xì)粉水平之間的關(guān)系的曲
線圖2是示出在分送大杯咖啡提取物時(shí)的平均粒度和提取率之間的關(guān)系 的曲線圖3是示出在分送大杯咖啡提取物時(shí)的流動(dòng)時(shí)間和克莉瑪品質(zhì)之間的 關(guān)系的曲線圖4是示出在分送大杯咖啡提取物時(shí)的平均粒度(D4，3)和流動(dòng)時(shí)間之
間的關(guān)系的曲線圖5示出在膠嚢插入之前的本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖； 圖6示出該系統(tǒng)的示意圖；其中該設(shè)備被封閉，并且料包正在該設(shè)備
中被提取。
具體實(shí)施例方式
首先在下文中給出本申請(qǐng)中使用的術(shù)語(yǔ)的定義。
"提取率，，被定義為提取液中的總固體物的重量除以膠囊中的起始咖 啡配料(例如，烘焙和研磨咖啡)的總重量。此值通常表示為百分比。提 取率代表咖啡提取物的濃度。
"總固體物"被定義為提取物中包含的凈皮提取的固體物的重量除以提 取物的總重量。此值通常表示為百分比。
"注入壓力"被定義為在提取期間在膠嚢中的注入點(diǎn)測(cè)量的用巴表示 的最大壓力。"流動(dòng)時(shí)間"被定義為從流體滴入咖啡杯的第 一 時(shí)刻到提取物已經(jīng)以 希望的重量、濃度和香味被分送到杯中的時(shí)刻的時(shí)間。
"大杯咖啡提取物，，被定義為從膠嚢獲得的具有大約110g (+/-10g)
的重量的提取液。
平均粒度"D4，3"表示通過使用Malveri^光學(xué)儀器和丁醇作為顆粒的 分散劑的激光衍射方法獲得的咖啡研磨物的平均體積直徑。
"細(xì)粉"被認(rèn)為是具有通過Malven^激光衍射方法測(cè)量的小于88.91 ;敞米的直徑的咖啡顆粒。
研磨機(jī)中的用于研磨咖啡的"級(jí)，，表示一對(duì)輥?zhàn)印?br> "分送隔膜"是指從該處分送咖啡的膠嚢的壁，其包括在利用任何合 適的方法包括切割、穿刺和/或撕裂打開之后形成的至少一個(gè)飲料出口，或 者最終地預(yù)成形的飲料出口 。
"穿刺阻力"用毫焦耳表示，它被定義為通過使用Fuch Industrievertretungen ( Switzerland )提供的MTS Synergie 400拉伸設(shè)備 刺穿膠嚢的隔膜所需的能量，對(duì)此在EP 1566127A2中有進(jìn)一步描述；該 申請(qǐng)的內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。
研磨咖啡的"粒度測(cè)定，，被定義為在如示例中所述研磨之后得到的咖 啡顆粒的直徑。
"克莉瑪"被定義為在咖啡提取物上形成的具有包含相當(dāng)小的氣泡的 紋理組織的泡沫頭?？死颥攲傩钥赏ㄟ^經(jīng)驗(yàn)性糖測(cè)試來測(cè)量，其包括在新 制備的一杯咖啡的頂部設(shè)置輪廓清晰的結(jié)晶糖層，即平均粒度04,3為660 微米的糖，并且測(cè)量從開始覆蓋到糖的主要部分沉沒所經(jīng)過的時(shí)間。"糖 測(cè)試值"因此為數(shù)秒。
"接合裝置，，表示具有接合或壓靠在隔膜上以提供一定壓力損失的功 能的提取設(shè)備或膠嚢的元件，該壓力損失能夠延遲咖啡釋放到膠囊之外。 該接合裝置可采取能夠結(jié)合隔膜提供一定壓力損失的各種形式，例如一個(gè) 中心針或多個(gè)針，或具有多個(gè)突出部和/或隆起的板，或過濾板。
本發(fā)明涉及一種使用如上所述的封閉膠嚢以及它們所帶有的優(yōu)點(diǎn)來提
9供大容量飲料的系統(tǒng)。
盡管espresso類型的咖啡的關(guān)鍵品質(zhì)屬性是公知的，但是能夠精確地 確定符合消費(fèi)者喜好的大杯咖啡的定義的研究還是很少的。對(duì)于大杯咖啡， 關(guān)鍵品質(zhì)屬性可通過不同的手段確定，例如通過消費(fèi)者測(cè)試和目標(biāo)群體來 確定。關(guān)鍵品質(zhì)屬性主要包括提取率、總固體物和克莉瑪。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，提 取率必須優(yōu)選地被保持在一定范圍內(nèi)。如果提取率過高，則由于不希望的 復(fù)合物可能已被提取了過長(zhǎng)的時(shí)間，咖啡通常被認(rèn)為比較苦和澀。因此， 不僅由于減少等待時(shí)間這一 明顯原因使得縮短大杯咖啡提取物的分送很重 要，而且較短的分送時(shí)間有助于避免與咖啡的過度提取有關(guān)的問題。相反， 如果提取率過低，則咖啡嘗起來比較淡，這也是普通消費(fèi)者不能接受的。 因此，已經(jīng)確定提取率的合適范圍通常為15% ~30%，更優(yōu)選地18% ~28 %,最優(yōu)選地20%~26%。類似地，杯中的總固體物的量必須足以使飲料 具有足夠的醇度(body)和質(zhì)感，否則咖啡嘗起來比較淡，不會(huì)得到消費(fèi) 者接受。因此，盡管也是個(gè)人喜好問題，但是大杯飲料的總固體物的最佳 濃度已經(jīng)被確定為在1.0%~1.9% wt的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在1.1。/。 1.7。/。 wt 的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在1.1%~1.5% wt的范圍內(nèi)。使用容納大約5.5~7克 咖啡、優(yōu)選地5.8 6.8克咖啡的膠嚢，可獲得合適的提取率和總固體物。
最后，克莉瑪也被認(rèn)為是大杯咖啡中的關(guān)鍵品質(zhì)屬性，大杯咖啡應(yīng)該 分送足夠厚的穩(wěn)定的克莉瑪。克莉瑪應(yīng)該覆蓋杯子中的飲料的整個(gè)表面， 而不留下任何黑孔。這特別具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榇蟊Х忍崛∥锏谋砻嫱ǔ?比小杯咖啡提取物的表面大得多(例如，考慮大咖啡杯〔coffee mug〕與 espresso杯之間的差別)?？死颥?shù)募y理結(jié)構(gòu)還應(yīng)該成奶油狀或絲絨狀， 與多泡或起泡狀相反。其顏色應(yīng)該是褐色至淡紅色，而不是白色。因此， 糖測(cè)試應(yīng)呈現(xiàn)超過7秒、優(yōu)選地多于10秒的值。
圖5和6示意性地示出本發(fā)明的一個(gè)示例性系統(tǒng)。本發(fā)明的設(shè)備D包 括用于每次從一個(gè)膠嚢提取咖啡的提取模塊10。該提取模塊包括形式為支 撐基部或收集器11的接收裝置和注入部分12。在這兩個(gè)部分閉合時(shí)，支 承基部和注入部分限定了 一內(nèi)部空間以接收膠嚢。接合裝置13位于支承基部?jī)?nèi)，該接合裝置設(shè)置成當(dāng)流體壓力在膠嚢內(nèi)建立時(shí)與膠嚢的保持部分相
接合。接合裝置13可以是刺穿裝置例如一系列突出元件，例如設(shè)置于板的 表面上的棱錐、細(xì)長(zhǎng)肋部或針的網(wǎng)絡(luò)。首先，通過在突出元件和隔膜的開 口的邊緣之間產(chǎn)生的非常窄的間隔過濾咖啡提取物。所述板包括一系列孔 口以排出提取物，并且最終保留任何固體咖啡顆粒。該孔口可設(shè)置成在突 出元件之間形成的溝道內(nèi)穿過所述板，或可選擇地，設(shè)置成穿過突出元件 本身。
該設(shè)備還包括至少一個(gè)流體管線72，流體可被供給到該管線并經(jīng)由至 少一個(gè)注入器70進(jìn)入膠嚢中。該注入器可包括一個(gè)或多個(gè)針或刀片，其產(chǎn) 生一個(gè)或多個(gè)使水進(jìn)入膠嚢的通路。利用泵73在壓力下將流體供給到該管 線中。該泵可以是電磁活塞泵或任何合適的水泵送機(jī)構(gòu)例如隔膜泵或壓頭 系統(tǒng)。貯液器74可被安裝在泵73的上游，以使得能夠提供足量的流體， 從而分送用于提取一個(gè)以上膠嚢的流體。優(yōu)選地，該貯液器容納750ml以 上的水，從而消除了在數(shù)次提取循環(huán)之后重復(fù)填充貯液器的不便。加熱系 統(tǒng)75可沿貯液器和提取模塊10之間的管線安裝，以^^在所需的溫度范圍 內(nèi)加熱流體。加熱器配置成將水加熱到70°C 100"C之間的提取溫度。其 可以是加熱塊(thermoblock)或即時(shí)加熱設(shè)備例如陶資加熱筒。l&液器也 可以是例如鍋爐，其能夠保持流體溫或熱。具有開關(guān)的控制板通常也有助 于自動(dòng)啟動(dòng)提取循環(huán)?？商砑硬煌目刂破骼鐪囟葌鞲衅?、計(jì)時(shí)器、流 量計(jì)、壓力傳感器、葉片、探針等，以便控制和監(jiān)控提取操作。
咖啡膠嚢L具有由例如鋁和/或塑料的材料制成的體部20和隔膜21。 膠嚢可具有多種不同的形狀而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。隔膜也可形成為體 部本身的底部。隔膜可具有以前預(yù)先確定的形狀(例如，凸起或凹入)， 并且在提取期間緊靠接合裝置13發(fā)生變形。
根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)重要方面，膠嚢填充有具有受控粒度和降低的細(xì)粉 水平的研磨咖啡。
可在輕微的過壓下將惰性氣體輸入膠嚢以增加內(nèi)部咖啡的貯藏壽命。
隔膜可由于氣體的內(nèi)部壓力而具有輕微凸起的形狀。惰性氣體通常為氮，
ii但是也可使用其它惰性氣體。由于在填充和密封膠嚢之后研磨咖啡在膠嚢 內(nèi)部的脫氣作用，來自咖啡的二氧化碳?xì)怏w也有助于內(nèi)部氣體壓力的建立。 因而，隔膜應(yīng)足夠堅(jiān)固以承受包含來自脫氣作用的氣體在內(nèi)的氣體的內(nèi)部壓力。
當(dāng)提取模塊10圍繞膠嚢2閉合并且膠嚢定位在該模塊內(nèi)時(shí)，如圖6 所示，保持件，即下文所謂的"隔膜，，，被定位成鄰近設(shè)備的接合裝置13 或者與該接合裝置13相距較短的距離。在借助于進(jìn)入膠嚢的水在膠嚢內(nèi)建 立一定的打開壓力之前，膠嚢的隔膜一直未被打開。隔膜和接合裝置設(shè)置 成在提取開始之前不會(huì)產(chǎn)生意外的開口。因此，當(dāng)通過泵裝置75的泵送使 水進(jìn)入膠嚢時(shí)，在膠嚢中建立內(nèi)部壓力，其迫使隔膜21變形并且壓在接合 裝置13上，直到隔膜被刺穿或撕開。膠嚢在一定的開口壓力下開始打開， 但是由于膠嚢內(nèi)的研磨咖啡的床的壓實(shí)度，并且還由于撕裂或刺穿膠嚢隔 膜的窄開口形成的壓降，壓力通常繼續(xù)增加。然后，壓力水平通常變平， 到達(dá)通常為數(shù)巴的提取壓力，然后當(dāng)泵被關(guān)斷時(shí)壓力下降。總壓力損失通 常為壓實(shí)的咖啡床所產(chǎn)生的壓力損失與穿過隔膜的小的開口和設(shè)備的接合 板13相結(jié)合所產(chǎn)生的壓力損失之和。提取水壓在膠嚢的注入側(cè)達(dá)到高于 ll巴的值。應(yīng)指出，接合板可以a嚢本身的一部分。應(yīng)指出，膠嚢的隔 膜可在注水之前例如借助于接合板的一個(gè)或多個(gè)針被預(yù)先開口 。
泵具有固定的性能特性曲線，該曲線意味著當(dāng)根據(jù)膠嚢的特性(粒度 測(cè)定、隔膜等)所述泵在下游必須克服一定的壓力時(shí)，所述泵分送一定流 量的水。
本發(fā)明基于這一原理，即，咖啡床中的壓力損失與現(xiàn)有系統(tǒng)的膠嚢中 的咖啡床的壓力損失相比已經(jīng)大大減小，同時(shí)基本保持了咖啡提取特性(例 如，提取率)。
為此，已經(jīng)通過降低細(xì)粉水平改變了膠嚢中的咖啡磨粒的粒度測(cè)定。 優(yōu)選地，細(xì)粉的百分比(F)與測(cè)量的粒度(D4，3)的范圍相關(guān)。當(dāng)粒度增 加時(shí)，細(xì)粉的量通常相反地減少。咖啡被磨得越細(xì)，則產(chǎn)生越多的細(xì)粉。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，細(xì)粉的百分比F以下文優(yōu)選的限制條件被確
12定為D4，3的函數(shù)當(dāng)04，3被測(cè)量為350至400微米時(shí)，F(xiàn)在10% 14%之間， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為300至349微米時(shí)，F(xiàn)在12% 16%之間， 當(dāng)04,3被測(cè)量為250至299微米時(shí)，F(xiàn)在14% 18%之間。優(yōu)選地，膠嚢填充有單獨(dú)一種具有選定的粒度D4，3的選定的磨粒。換 句話說，在填充膠嚢時(shí)，并不混合兩種或更多種具有不同粒度D4，3的磨粒。甚至更優(yōu)選地，當(dāng)D4，3被測(cè)量為300至350微米時(shí)，用于分送大杯咖 啡提取物的膠嚢的細(xì)粉百分比F在12% 14%之間，從而使得可在少于45 秒、優(yōu)選地在大約35秒的時(shí)間內(nèi)分送大杯咖啡提取物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在超過 350微米時(shí)，成堆咖啡的提取效率較低。根據(jù)假定，提取流體與咖啡顆粒 之間的接觸表面減少，從而影響了提取原理。在制造期間，在研磨之后， 過大的顆粒也需要較長(zhǎng)的咖啡脫氣時(shí)間。在低于300 ^:米時(shí)，流動(dòng)時(shí)間也 被加速，但是由于被稱為溝道效應(yīng)(channeling)的水在咖啡床中的不均 勻分布，導(dǎo)致咖啡提取效率降低。具有降低的細(xì)粉水平的粒度測(cè)定使得能夠控制大杯咖啡提取物的流動(dòng) 時(shí)間。具體地，可成功地獲得在30 45秒之間的流動(dòng)時(shí)間。下文的示例以非限制性方式進(jìn) 一 步闡釋了本發(fā)明。示例1. 研磨技術(shù)圖1中的曲線示出在考慮不同研磨技術(shù)的情況下，平均直徑D4，3與細(xì)粉百分比之間的關(guān)系。使用代表6對(duì)徑向波紋輥?zhàn)拥?個(gè)級(jí)的研磨技術(shù)與 僅使用軸向波紋輥?zhàn)踊蚧旌喜y(即，在精細(xì)研磨區(qū)段的一個(gè)級(jí)或兩個(gè)級(jí) 上的徑向和軸向輥?zhàn)?的研磨技術(shù)相比，可獲得降低的細(xì)粉水平。該曲線 還示出，與僅使用軸向波紋的情況相比，使用具有混合輥?zhàn)拥难心C(jī)可提 供較低的細(xì)粉水平。2. 粒度(Dy)和隔膜厚度對(duì)提取率的影響圖2的曲線示出當(dāng)從具有不同厚度的鋁制分送隔膜的膠嚢提取大杯咖 啡提取物時(shí)，平均粒度對(duì)咖啡提取率的影響。已經(jīng)分別對(duì)20微米和30微驗(yàn)。20微米隔膜的平均穿刺阻力被測(cè)量為大約0.7 mJ，并且其最大穿刺阻力被測(cè)量為大約0.81mJ。 30微米隔膜的平均穿刺 阻力被測(cè)量為約1.45mJ,并且其最小穿刺阻力被測(cè)量為約l.lmJ。試驗(yàn)還 涵蓋了分別使用全徑向波紋(如示例1中限定的6個(gè)級(jí))或使用全軸向波 紋的不同研磨技術(shù)。如圖1中所舉例的，徑向波紋與軸向波紋相比細(xì)粉水 平大大降低。具有不同細(xì)粉水平的膠嚢的提取結(jié)果表明，提取率最終未受 嚴(yán)重影響。還表明，與較粗糙的磨粒(即，大于300微米)相比，較精細(xì) 的磨粒，即在200-300微米之間的磨粒實(shí)現(xiàn)了稍高的提取率。3. 流動(dòng)時(shí)間、研磨技術(shù)和隔膜厚度對(duì)克莉瑪?shù)挠绊憟D3的曲線示出流動(dòng)時(shí)間和隔膜厚度對(duì)克莉瑪品質(zhì)的影響。該結(jié)果表 明，在基本相同的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)，具有較厚隔膜(即，30微米)的被提取膠 嚢提供的克莉瑪好于具有較薄隔膜(即，20微米)的被提取膠嚢提供的克 莉瑪。結(jié)果還表明，產(chǎn)生較高細(xì)粉水平的軸向波玟提供了較快的流動(dòng)(對(duì) 于20微米而不是30微米的隔膜)，但是具有較少的克莉瑪。最后，當(dāng)使 用較厚的隔膜(即，30微米)時(shí)，利用徑向波紋進(jìn)行的研磨在35秒的流 動(dòng)時(shí)間內(nèi)提供了改進(jìn)的克莉瑪。4. 粒度測(cè)定(平均粒度/細(xì)粉)對(duì)流動(dòng)時(shí)間的影響圖4的曲線示出平均粒度(D4，3)、研磨技術(shù)(與細(xì)粉水平有關(guān))和隔 膜厚度對(duì)流動(dòng)時(shí)間的影響。對(duì)用于大杯咖啡的三種不同的咖啡豆混合物，分別為"混合物1"、 "混合物2"和"混合物3" 進(jìn)行試驗(yàn)。使用軸向或徑向波紋研磨技術(shù)對(duì) 咖啡豆進(jìn)行研磨。將得到的研磨咖啡填充到膠嚢中，并且在分別為20微米 和30微米的不同隔膜厚度的情況下對(duì)該膠嚢進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)研磨咖啡具有降低的細(xì)粉水平時(shí)(即，使用徑向波紋研 磨機(jī))，與具有普通細(xì)粉水平的研磨咖啡相比，可大大減少流動(dòng)時(shí)間。還 表明，當(dāng)細(xì)粉水平被降低并且隔膜制成較厚(即，30微米)時(shí)，流動(dòng)時(shí)間 大大減少。在一些情況下，當(dāng)粒度在260 320微米之間時(shí)，流動(dòng)時(shí)間甚至 可減少到30秒以下。14必須指出，形成混合物的咖啡原料也可對(duì)流動(dòng)時(shí)間產(chǎn)生巨大影響。因 此，對(duì)于使用相同原料的相同混合物，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)時(shí)間的很大改進(jìn)。5. 粒度測(cè)定使用配備1000mm光學(xué)透鏡的來自Malvern⑧的"Mastersizer S，，儀器， 通過激光衍射來確定粒度分布(D4，3)和細(xì)粉水平(F)。將l-2克粉末分 散在l升丁醇內(nèi)，并且在激光束前面再循環(huán)，以便獲得15%~20%之間的 昏暗度(obscuration)。通過衍射圖案的Fraunhofer近似獲得粒度分布。 整個(gè)實(shí)驗(yàn)被重復(fù)3次(或者，直到StDev〈5。/。)，并且對(duì)結(jié)果求平均。6. 用于克莉碼量度的糖測(cè)試機(jī)械化的糖測(cè)試設(shè)備由小的容納糖的料倉(cāng)組成。在底緣處具有限定的 狹縫(2mmx40mm)的此料倉(cāng)的棱柱V形可形成均勾的糖幕，只要狹縫 是通暢的并且在料倉(cāng)中保留最少量的糖就可以。此料倉(cāng)可以受控的速度 (~40mm/s)從一個(gè)點(diǎn)"A"水平移動(dòng)到點(diǎn)"B" (A和B之間的距離為 20cm)。在兩個(gè)點(diǎn)處的端位置，隔板防止在該設(shè)備處于備用模式的情況下 糖流出。當(dāng)料倉(cāng)被移動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)點(diǎn)"A"和"B"之間完全產(chǎn)生糖幕。當(dāng) 料倉(cāng)從上方通過在這兩個(gè)點(diǎn)之間的路徑下方60mm處方文置的杯子時(shí)，杯子 中的克莉碼的頂端將被均勻的糖層覆蓋。當(dāng)糖層被定位在泡沫層之上時(shí)， 啟動(dòng)計(jì)時(shí)器?？赏ㄟ^改變料倉(cāng)的速度或狹縫的尺寸來調(diào)整杯子中沉積的糖的量(獲得5克糖的精確重量的糖層厚度)。所述糖為D4，3等于660微米 的結(jié)晶糖。必須遵守在提取結(jié)束和糖測(cè)試開始之間的精確等待時(shí)間(即，對(duì)于大 杯咖啡為10秒)。糖層在克莉碼之上保留一段時(shí)間。然后，當(dāng)糖的主要部分突然下沉?xí)r， 觀察人員必須停止計(jì)時(shí)器。"糖測(cè)試值"為計(jì)時(shí)器所顯示的秒數(shù)。1權(quán)利要求
1.一種方法，該方法通過在容納研磨咖啡的膠囊內(nèi)在壓力下注入水，在50秒或更短的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)從該膠囊分送大杯咖啡提取物，其中，該膠囊填充有研磨咖啡并且具有分送隔膜；其中，該膠囊在咖啡提取設(shè)備中被提取，并且加壓水在壓力下被注入該膠囊；其中，借助于接合和/或壓靠在隔膜上的接合裝置，咖啡飲料通過膠囊的飲料分送隔膜被釋放；其中，通過在膠囊中提供具有受控的細(xì)粉百分比(F)的研磨咖啡來減少咖啡床中的壓力損失，該細(xì)粉百分比(F)根據(jù)下列限制條件與平均粒度(D4，3)相關(guān)當(dāng)D4，3被測(cè)量為350至400微米時(shí)，F(xiàn)低于或等于14％，當(dāng)D4，3被測(cè)量為300至349微米時(shí)，F(xiàn)低于或等于16％，當(dāng)D4，3被測(cè)量為250至299微米時(shí)，F(xiàn)低于或等于18％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，通過在膠嚢中提供具有根 據(jù)下列限制條件與粒度相關(guān)的細(xì)粉百分比(F)的研磨咖啡來減少咖啡床 中的壓力損失當(dāng)D4，3被測(cè)量為350至400微米時(shí)，F(xiàn)在10%~14%之間， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為300至349微米時(shí)，F(xiàn)在12% 16%之間， 當(dāng)D4,3被測(cè)量為250至299微米時(shí)，F(xiàn)在14%~18%之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，當(dāng)D4，3被測(cè)量為300至350 微米時(shí)，用于分送大杯咖啡提取物的膠嚢的細(xì)粉百分比(F)在12% 14% 之間，從而能夠在少于45秒、優(yōu)選地大約35秒的時(shí)間內(nèi)分送大杯咖啡提 取物。
4. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，通過選擇穿刺阻 力為至少l.lmJ的隔膜，來增加隔膜/接合裝置的接口處的壓力損失。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，通過選擇穿刺阻力在l.l~3.5mJ之間的隔膜，來增加隔膜/接合裝置的接口處的壓力損失。
6. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，通過選擇鋁制的 厚度在26 40微米之間的隔膜，來增加隔膜/接合裝置的接口處的壓力損失。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，通過選擇厚度為大約30 微米的隔膜，來增加隔膜/接合裝置的接口處的壓力損失。
8. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，通過在填充到膠 嚢中之前使用在精細(xì)研磨區(qū)段中包含至少 一對(duì)徑向波紋輥?zhàn)拥难心C(jī)研磨 咖啡豆，來控制細(xì)粉水平。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，僅使用徑向波紋輥?zhàn)觼硌?磨咖啡。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，使用4 6個(gè)級(jí)的徑向波紋 輥?zhàn)觼硌心タХ取?br> 11. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，使用徑向和軸向波紋輥?zhàn)?來研磨咖啡。
12. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，在27 45秒的流 動(dòng)時(shí)間內(nèi)分送咖啡提取物。
13. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，在少于35秒的 流動(dòng)時(shí)間內(nèi)分送咖啡提取物。
14. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，被分送的咖啡提 取物的提取率在15%~30%之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，被分送的咖啡提取物的 提取率在20%~26%之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，總固體物在 1.0%wt 1.9%wt之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，總固體物在 l.l%wt~1.7%wt之間。
18. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，提取的水壓在膠 嚢的注入側(cè)達(dá)到高于11巴的值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種方法，該方法通過在壓力下向膠囊中注入水，在50秒或更短的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)從容納研磨咖啡的膠囊分送大杯咖啡提取物。該膠囊填充有研磨咖啡并具有分送隔膜。該膠囊在咖啡提取設(shè)備中被提取，并且加壓水在壓力下被注入該膠囊。借助于接合和/或壓靠在隔膜上的接合裝置，通過膠囊的飲料分送隔膜釋放咖啡飲料。通過在膠囊中提供具有取決于平均粒度(D_4，3)的受控細(xì)粉百分比(F)的研磨咖啡，來減少咖啡床中的壓力損失。流動(dòng)時(shí)間可減少到40秒或甚至更短，同時(shí)保持咖啡提取率在15～30％的較高范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)A47J31/00GK101516238SQ200780035211
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者E·雷茨, P·科克, P·艾希勒, S·奧雷塞爾 申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司