專利名稱：用于從膠囊較快地分送小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嚢分送咖啡飲料的方法，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》(short cups of coffee)和大杯咖叫K (long cups of coffee)而受至l] 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。因此，通常可在20 45 秒的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)分送小杯咖啡提取物，以便提供令人滿意的醇度(body)、 味道、香味和克莉碼。
需要在減少的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)分送小杯咖啡提取物，同時(shí)保持品質(zhì)屬性相對(duì)不變。
還需要分送具有較濃郁味道的小杯咖啡提取物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在大大改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的膠嚢系統(tǒng)。具體地， 一個(gè)主要目標(biāo)是 當(dāng)從膠嚢分送小杯咖啡提取物時(shí)減少流動(dòng)時(shí)間，同時(shí)保持甚至改進(jìn)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。
因此，本發(fā)明是基于這一發(fā)現(xiàn)，即，借助于咖啡床中的細(xì)粉含量的控 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。細(xì)粉含量的減少使咖啡床中的壓力損失 減少。由于壓力損失減少，咖啡提取物可以更高的流量被分送。
因此，本發(fā)明基于減少研磨咖啡中的細(xì)粉水平的原理；這種細(xì)粉水平 提供了更快的流動(dòng)，同時(shí)不會(huì)對(duì)得到的咖啡的提取率有很大影響。
因此，本發(fā)明涉及一種通過在容納研磨咖啡的閉合的膠嚢內(nèi)注入處于 壓力下的水，更快地或者以更高的提取率從該膠嚢分送小杯咖啡提取物的 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300至350微米時(shí)，F(xiàn)低于16%， 當(dāng)D4,3被測(cè)量為從250至299微米時(shí)，F(xiàn)低于18%, 當(dāng)D4"皮測(cè)量為從200至249孩i米時(shí)，F(xiàn)^f氐于21。/。，
6當(dāng)D4，3被測(cè)量為從150至199微米時(shí)，F(xiàn)低于28%,
并且其中，提取率被保持在15% 30%之間；并且，在20秒或更少的
流動(dòng)時(shí)間內(nèi)分送25克或40克咖啡提取物。
優(yōu)選地，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)量為從300至350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， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為從200至249微米時(shí)，F(xiàn)在17% 21%之間， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為從150至199微米時(shí)，F(xiàn)在22%~28%之間。 被確定為研磨咖啡的粒度的函數(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
充到膠囊中以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。
對(duì)于小杯咖啡提取物，杯子中的咖啡所特有的特征或濃度的屬性與提 取率有關(guān)。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)合物已經(jīng)被提取，咖啡通常被過度提取并且被 認(rèn)為比較苦和澀。相反，如果提取率過低，則咖啡嘗起來比較淡，而且普 通消費(fèi)者也不能接受。因此，令人驚訝的是，本發(fā)明提供了這樣一種方法， 該方法通過優(yōu)選地在18%~30%、最優(yōu)選地19% 25%范圍內(nèi)的較精細(xì)的研 磨，在大大減少流動(dòng)時(shí)間的同時(shí)，進(jìn)一步保持甚至提高了提取率。
膠嚢中容納的研磨咖啡的量適當(dāng)?shù)乇３州^少；優(yōu)選地4.5 6.5克，更優(yōu) 選地5 6克。
已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，對(duì)于在200-300微米范圍內(nèi)的優(yōu)選的平均粒度 D4,3,用于分送25克或40克咖啡提取物的流動(dòng)時(shí)間可大大減少到15秒或 更少，甚至為大約10秒。對(duì)于190~300微米的D4，3范圍，流動(dòng)時(shí)間還令人 驚訝地保持相對(duì)恒定。
盡管較快速地提取，但是與具有較高細(xì)粉水平的相同平均粒度相比， 咖啡香味構(gòu)成以及醇度和回味仍可提高。例如，對(duì)于在200 300微米范圍內(nèi)的平均粒度D4，3，提取率可被保持在或增加到20% 23%。
克莉瑪在小杯咖啡提取物中也被認(rèn)為是關(guān)鍵品質(zhì)屬性。克莉碼應(yīng)該厚 而且穩(wěn)定?？死颥攽?yīng)該覆蓋杯子中的々大料的整個(gè)表面，而不遺漏任何黑孔。 因此，克莉碼的品質(zhì)通過以下測(cè)試確定層鋪結(jié)晶糖并且測(cè)量糖在咖啡提 取物中沉沒之前的時(shí)間。令人驚訝的是，在較短時(shí)間內(nèi)分送的小杯咖啡提 取物也具有特性優(yōu)良的克莉碼。例如，對(duì)于200-300微米的平均粒度D4，3， 在大約10秒的減少的時(shí)間內(nèi)分送咖啡提取物，克莉碼在糖測(cè)試中的穩(wěn)定性 大于10秒，甚至大于12秒，優(yōu)選地在12-15秒之間。
另外，可控制在隔膜/接合裝置接口處的壓力損失以提供改進(jìn)的品質(zhì)屬性。
可通過使用具有至少l.lmJ的較高穿刺阻力的隔膜來控制在隔膜/接 合裝置接口處的壓力損失。更優(yōu)選地，隔膜的穿刺阻力在l.lmJ 3.5mJ之 間。最優(yōu)選地，隔膜具有1.35mJ 3.2mJ的穿刺阻力。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 微米之間，更優(yōu)選地為大約30微米。隔膜優(yōu)選地在與接合裝置接合時(shí)在提 取壓力的作用下被撕裂。接合裝置可包括多個(gè)浮凸部或可選擇地單個(gè)浮凸 部。必要時(shí)，膠嚢可包含內(nèi)部過濾器以便在隔膜打開之后保持膠嚢內(nèi)的研 磨咖啡。在膠嚢的注入側(cè)的水壓可達(dá)到超過ll巴、甚至高于14巴的值。
為了實(shí)現(xiàn)膠嚢中的細(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)具有與縱向波紋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)、尤其是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。可選擇地，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
8持流動(dòng)狀態(tài)。
在一個(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)量優(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 5mm2之間。更優(yōu)選地，浮凸部的上表面的單個(gè)表面面積在 0.8~31111112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l是示出對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)研磨和本發(fā)明的改進(jìn)研磨，研磨咖啡的平均粒度 和細(xì)粉水平之間的關(guān)系的曲線圖2是示出在粒度測(cè)定和用于分送25克咖啡提取物的分送時(shí)間之間的 關(guān)系的曲線圖；圖3是示出對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)混合物和本發(fā)明的混合物，用于分送25克咖啡提 取物的流動(dòng)時(shí)間與提取率之間的關(guān)系的曲線圖4是示出用于分送25克咖啡提取物的流動(dòng)時(shí)間與通過糖測(cè)試確定的 所獲得的克莉碼的品質(zhì)之間的關(guān)系的曲線圖5是示出在190-250微米的研磨咖啡的平均粒度與用于分送小杯咖 啡提取物的流動(dòng)時(shí)間之間的關(guān)系的另 一 曲線圖6是示出對(duì)于245-275微米的研磨，用于分送25克咖啡提取物的流 動(dòng)時(shí)間與流動(dòng)時(shí)間之間的關(guān)系的另一曲線圖7是示出對(duì)于245~275微米的研磨，流動(dòng)時(shí)間與克莉碼穩(wěn)定性之間 的關(guān)系的另一曲線圖8示出在膠嚢插入之前的本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖； 圖9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)語的定義。"提取率"指的是提取物的濃度，并且被定義為提取液中的總固體物 的重量除以膠嚢中的起始咖啡配料(例如，烘焙和研磨咖啡)的總重量。 此值通常表示為百分比。
"總固體物"被定義為提取物中包含的被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、濃度和特征被分送到杯中的時(shí)刻的時(shí)間。
"小杯咖啡提取物"被定義為從膠嚢獲得的對(duì)于"ristretto"為大約 25g (+/-2)并且對(duì)于"espresso"為大約40g (+/-2)重量的提取液。
平均粒度"D4，3"表示通過使用Malvern⑧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?"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)々欠料出口，或者 最終地預(yù)成形的出口 (例如過濾器)。
"穿刺阻力"用亳焦耳表示，它被定義為通過使用Fuch Industrievertretungen ( Switzerland)提供的MTS Synergie 400 ^立伸i殳備 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"被定義為如示例中說明的在研磨之后得到的 咖啡顆粒的平均粒度和細(xì)粉水平。
"克莉瑪"；陂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^示例6中所限定的經(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，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嚢之外。 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，或其它物 理障礙物。
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 供小容量咖啡飲料的系統(tǒng)。
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 部內(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)與膠囊的保持部分相 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;t莫塊10之間的管線安裝，以l更在所需的溫度加熱
ii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)備例如陶瓷加熱筒。貯液器也可以是 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鐪囟葌鞲衅鳌⒂?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。該設(shè)備還可包含 許多其它變型。
咖啡膠嚢S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 數(shù)量的研磨咖啡。
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， 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)固以承受包含來自膠嚢內(nèi)的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)入膠囊的水在膠嚢內(nèi)建 立一定的打開壓力之前，膠嚢的隔膜一直未^f皮打開。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，其使得隔膜21變形并且壓在接合 裝置13上，直到隔膜,皮刺穿或撕開。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)通常在開口壓力的數(shù)巴以上的提取壓力，然后當(dāng)泵,皮關(guān)斷時(shí)壓力下降?？倝毫p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。應(yīng)指出，接合板可以是 膠嚢本身的一部分。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 定為D4，3的函數(shù)
當(dāng)D4,3被測(cè)量為從300至350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， 當(dāng)D4,3被測(cè)量為從200至249微米時(shí)，F(xiàn)在17%~21%之間， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為從160至199微米時(shí)，F(xiàn)在22% 28%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。
如上所述具有減少的細(xì)粉數(shù)量的顆粒測(cè)定使得能夠控制小杯咖啡提取 物的流動(dòng)時(shí)間。具體地，對(duì)于以15% 30%、優(yōu)選地18%~30%的提取率分 送25克或40克咖啡提取物，可成功地獲得少于20秒、優(yōu)選地15秒或更 少的流動(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
在下文的示例1-4所示的試驗(yàn)結(jié)果中，具有標(biāo)準(zhǔn)體積和形狀的Nespress(^咖啡膠嚢松散地填充有5.0克研磨咖啡。鋁制的膠嚢由30微米 的鋁制的々欠料分送隔膜密封。在提取率和克莉碼品質(zhì)("糖測(cè)試")方面 比較咖啡的特性。
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。
曲線"標(biāo)準(zhǔn)研磨"是通過使用標(biāo)準(zhǔn)研磨技術(shù)以不同的平均粒度研磨咖 啡豆而得到的，所述標(biāo)準(zhǔn)研磨技術(shù)僅利用軸向波紋輥?zhàn)印?br> 曲線"改進(jìn)研磨，，是通過使用一種研磨技術(shù)以不同的平均粒度研磨咖
啡豆而得到的，這種研磨技術(shù)利用在五個(gè)第一級(jí)上包含10個(gè)波紋輥?zhàn)硬⒃?最后一級(jí)上包含兩個(gè)光滑輥?zhàn)拥牧鶄€(gè)級(jí)。
如針對(duì)改進(jìn)研磨的下部曲線所示，對(duì)于199微米的平均粒度，細(xì)粉水 平可降低到大約21%的值，對(duì)于大約240微米的平均粒度，可降低到大約 19%的值，并且對(duì)于299微米的平均粒度，可降低到大約15%的值。
示例2.粒度測(cè)定(平均粒度/細(xì)粉)對(duì)流動(dòng)時(shí)間的影響
圖2的曲線示出，對(duì)于具有通過改進(jìn)的研磨獲得的減小的粒度的混合 物和通過標(biāo)準(zhǔn)研磨獲得的標(biāo)準(zhǔn)混合物，平均粒度(D4，3)對(duì)通過膠嚢的流動(dòng) 時(shí)間的影響。令人驚訝的是，在200 300微米的范圍內(nèi)，與具有常規(guī)細(xì)粉 含量的標(biāo)準(zhǔn)咖啡混合物相反，對(duì)于具有較少細(xì)粉的研磨咖啡，流動(dòng)時(shí)間大 致是恒定的(大約10秒)。 一般來說，對(duì)于具有降低的細(xì)粉水平的咖啡混 合物，咖啡提取物的流動(dòng)時(shí)間可大大減少。
示例3.流動(dòng)時(shí)間對(duì)提取率的影響
圖3的曲線示出，對(duì)于分別為200、 250和300微米的三種不同的平均 粒度，使用容納有細(xì)粉含量降低的(改進(jìn)的)研磨咖啡的本發(fā)明的膠嚢來 分送25克咖啡提取物的流動(dòng)時(shí)間對(duì)提取率的影響。對(duì)于相同的平均粒度， 將本發(fā)明的膠嚢與容納有常規(guī)細(xì)粉含量("標(biāo)準(zhǔn)")的研磨咖啡的膠嚢進(jìn) 行比較。根據(jù)示例9中闡釋的過程計(jì)算所得到的咖啡提取物的提取率。令 人驚訝的是，結(jié)果表明，與標(biāo)準(zhǔn)混合物相比，具有降低的細(xì)粉水平的改進(jìn)的混合物提供了少得多的流動(dòng)時(shí)間，同時(shí)提取率保持在希望的范圍內(nèi)。在
200 300微米范圍內(nèi)的本發(fā)明的所有混合物用于分送25克咖啡提取物的流 動(dòng)時(shí)間大大低于15秒。還令人驚訝地是，對(duì)于改進(jìn)研磨，更精細(xì)的研磨可 實(shí)現(xiàn)最高提取率(大約23%)。這與標(biāo)準(zhǔn)混合物相反，其中通過更精細(xì)的 研磨獲得最低的提取率(大約16.5%)。平均粒度越細(xì)，則標(biāo)準(zhǔn)混合物的 流動(dòng)越慢。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)混合物，通過咖啡床的流動(dòng)阻力可被認(rèn)為過高，從而 不能保證全部數(shù)量的咖啡被徹底提取("溝道效應(yīng)")，尤其是在粒度為 200微米時(shí)。
示例4.流動(dòng)時(shí)間對(duì)克莉碼的影響
圖4的圖表示出對(duì)于分別具有降低的細(xì)粉含量("改進(jìn)的，，)的混合 物和具有常規(guī)細(xì)粉含量的混合物("標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)產(chǎn)品")所獲得的結(jié)果。膠
嚢填充有5.0克研磨咖啡。分別以200、 250和300微米研磨該混合物。對(duì)
膠嚢進(jìn)行提取以便分送25克咖啡提取物。結(jié)果表明，對(duì)于具有降低的細(xì)粉
含量的改進(jìn)的混合物，克莉碼在至少大于12秒的時(shí)間內(nèi)、尤其在12-15
秒的時(shí)間內(nèi)保持比較穩(wěn)定。對(duì)于改進(jìn)的研磨，流動(dòng)時(shí)間可減小到少于15秒。
示例5.對(duì)于200 240微米的平均粒度，平均粒度對(duì)流動(dòng)時(shí)間的影響 圖5的圖表示出對(duì)于200 240微米的平均粒度的附加結(jié)果。將具有降 低的細(xì)粉水平的改進(jìn)研磨與具有大約230微米平均粒度的工業(yè)"Roma"咖 啡研磨進(jìn)行比較。使用徑向波紋研磨機(jī)研磨的樣本具有大致相同的或更精 細(xì)的粒度。使用如EP 1566127A2中所述的規(guī)范器來壓緊樣本。膠嚢被填 充5克研磨咖啡。對(duì)于改進(jìn)的研磨，流動(dòng)時(shí)間可降低到少于20秒。 示例6.對(duì)于200 240微米的平均粒度，流動(dòng)時(shí)間對(duì)提取率的影響 圖6的圖表示出對(duì)于200 240微米的平均粒度的附加結(jié)果。改進(jìn)的研 磨的提取率高于標(biāo)準(zhǔn)研磨的提取率，對(duì)于更精細(xì)的研磨尤其如此。對(duì)于大 約12 20秒的流動(dòng)時(shí)間，提取率可增加到大約20.5%~22.5%之間的值。 示例7.附加結(jié)果 下面的表l中示出附加結(jié)果混和物的物理特性流動(dòng)特性和咖啡屬姓
D4,,細(xì)粉％咖啡 重量gl虎動(dòng)時(shí)間 (平均)stdev泡沫提取率(平均)
sss%
標(biāo)準(zhǔn) 混和物20036.25.03671417.5
25026.75.02331721.1
30020,94.81741722,3
改進(jìn)的 混和物20021.45.01031422.9
25015,85.010.231521.7
30013.85.08.521220.5
表l
下面的表2中還示出對(duì)于平均粒度在大約160微米到大約375微米范
圍內(nèi)的各種咖啡混合物的附加結(jié)果。
隔膜 闊產(chǎn)品/ 混和物糖測(cè)試 (s)D4,3 [闊細(xì)#<89 in%流動(dòng)時(shí)間 [sec]提冬率
標(biāo)準(zhǔn)305.0混和物A40g16372.8617.771623.3
305.0脫咖啡因 40g16245,0921.321920.5
305.5賊咖啡閨 濃烈40q13283.9422.451320.7
305.5混和物B40g16240.1624.461526.9
改進(jìn)305.0銀咖啡因15.3249.29化.4112.520.2
305.0脫咖啡因 40g16.7258.2516.2414.620.7
305.0脫咖啡因 40g15194.521.3913.321,5
305.0*咖啡因14,8186.2921.613.921.5
305.5濃烈40315.2282.3215.1512.220.3
305,514.5271.2314.751320.5
305.5脫丄咖，因 濃烈,15.5215.5419.82".821.7
305.5脫 囪13.3211.71化.7512.821.8
305.0混和物A 40g16.5337.2712,7513.222.3
305.0混和物A40g13.9340,3512.4614,722.8
305.0混和物A40g19,3308,0814,061222.9
305.0混和物A 40g9.6317.2912.5614.523.4
305.5混和物B25g14.9161.9828.2117.526.6
305.5混和物B25g14.9161.9828.2117.526.7
表2
示例8.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。將1-2克粉末分散在1升丁醇內(nèi)，并且在
16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〈5y。)，并且對(duì)結(jié)果求平均。 示例9.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組成。在底緣處具有限定的 狹縫(2mmx40mm)的此料倉的棱柱V形可形成均勻的糖幕，只要狹縫 是通暢的并且在料倉中保留最少量的糖就可以。此料倉可以受控的速度 (~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) 料倉從上方通過在這兩個(gè)點(diǎn)之間的路徑下方60mm處放置的杯子時(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)于小 杯咖啡為20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)。
示例10.提取率
提取率通過下式計(jì)算
提取率(％ ) =Me x Tc/Ms
其中，Me代表咖啡提取物的重量，Ms代表膠囊中容納的研磨咖啡的 重量，并且Tc代表在烘爐干燥咖啡提取物之后全部咖啡固體物在所獲得 的咖啡提取物中的百分比。
權(quán)利要求
1.一種方法，該方法通過在容納研磨咖啡的封閉的膠囊內(nèi)注入處于壓力下的水，從該膠囊更快地分送小杯咖啡提取物，其中，該膠囊填充有研磨咖啡并且具有分送隔膜；其中，在咖啡提取設(shè)備中提取該膠囊，并且在壓力下將加壓水注入該膠囊；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)量為從300至380微米時(shí)，F(xiàn)低于16％，當(dāng)D4，3被測(cè)量為從250至299微米時(shí)，F(xiàn)低于18％，當(dāng)D4，3被測(cè)量為從200至249微米時(shí)，F(xiàn)低于21％，當(dāng)D4，3被測(cè)量為從150至199微米時(shí)，F(xiàn)低于28％，并且其中，提取率保持在15％～30％之間；25克或40克的咖啡提取物在20秒或更少的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)被分送。
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)量為從300至350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， 當(dāng)D4,3被測(cè)量為從200至249微米時(shí)，F(xiàn)在17%~21%之間， 當(dāng)D4，3被測(cè)量為從160至199微米時(shí)，F(xiàn)在22%~28%之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，提取率(Y)被保持 在18%~30%之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，提取率(Y)被保持在19%~25%之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，膠嚢被填充有平均粒度在 190 300微米之間的研磨咖啡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的方法，其特征在于，膠嚢被填充有大約 4.5 6克的一堆咖叫一。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，膠嚢被填充有大約5克的 一堆咖啡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4 7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，流動(dòng)時(shí)間減少 到少于大約15秒。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5、 6或7的方法，其特征在于，咖啡提取物具有 在糖測(cè)試中穩(wěn)定至少10秒、優(yōu)選地12 15秒的克莉碼。
10. 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。
11. 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 力在1.1 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。
12. 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。
13. 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。
14. 才艮據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，提取的水壓在注 入側(cè)達(dá)到高于11巴的值。
15. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，研磨咖啡在填充 之后在膠嚢中不被壓實(shí)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，研磨咖啡在填充之前被 壓實(shí)，或者被松散地填充。
17. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，由于提取壓力的 作用隔膜抵靠接合裝置被撕裂，以便將咖啡提取物釋放到膠嚢之外。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于，接合裝置包括多個(gè)浮凸部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通過在壓力下向膠囊中注入水，從容納研磨咖啡的封閉膠囊更快地分送小杯咖啡提取物的方法。該膠囊填充有研磨咖啡并且具有分送隔膜。在咖啡提取設(shè)備中提取該膠囊，并且在壓力下將加壓水注入該膠囊。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。通過提供具有取決于平均粒度(D_4，3)的降低的細(xì)粉百分比(F)的研磨咖啡，來減少咖啡床中的壓力損失。提取率保持在15％～30％之間，并且在20秒或更短的流動(dòng)時(shí)間內(nèi)分送25克或40克咖啡提取物。
文檔編號(hào)A47J31/40GK101516241SQ200780035183
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·艾克勒, S·奧雷塞爾 申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司