Устройство и способ приготовления напитков с различными вкусами
Устройство относится к машинам для розлива напитков. Машина для розлива напитков, содержит первый гидравлический контур, включающий в себя источник воды, насос, средство нагрева воды, средство приготовления, выбранное из камеры приготовления и капсулы, причем средство приготовления имеет средство ввода и вывода, средство сбора напитка для сбора приготовленного напитка, выходящего из средства приготовления, и для розлива упомянутого напитка в контейнер, при этом машина дополнительно содержит второй гидравлический контур, который включает в себя второй насос и второе средство нагрева воды, вывод упомянутого средства нагрева воды соединен с первым контуром по потоку после средства приготовления относительно потока воды в первом контуре. При помощи двух гидравлических контуров, в которых температура может быть изменена независимо друг от друга, появляется возможность разливать различные типы напитков с различной степенью разбавления ингредиентов и с различным количеством пены, обеспечивая при этом отличные органолептические свойства конечного напитка. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу получения различных вкусов напитков. Изобретение также относится к устройству для розлива упомянутых напитков путем осуществления способа согласно изобретению.
В частности, настоящее изобретение относится к разливочной машине для домашнего использования, для профессионального применения (в ресторане, кофе-баре, в зале ожидания аэропорта и т.д.), которая подходит к розливу жидких напитков совершенно разной природы.
Уровень техники
Существует два основных способа приготовления напитка с применением разливочной машины:
- с использованием однопорционных картриджей или бумажных контейнеров, или "капсул", которые представляют собой предварительно упакованные контейнеры либо с растворимыми (такие как, например, растворимый в воде предварительно смешанный порошок капучино или порошковое молоко), либо со свежими (такие как шоколадный или кофейный концентрат) ингредиентами;
- с использованием таких же или аналогичных ингредиентов в камере приготовления или варки, которая обычно, но не обязательно, является герметичной и выполняет свою функцию под давлением.
Обе системы используют средство ввода и вывода соответственно для растворяющего средства и для готового напитка, которые могут легко разработать специалисты в области техники.
Настоящее изобретение относится к обоим типам способов приготовления напитков.
В документе US 2007/248734(A1) описана одна повторяющаяся тема, имеющаяся в нескольких других документах, включая документ WO 2007/063411 заявителя, то есть способы увеличения количества пены в кофейных или других напитках. Ничего не сказано о противоположной задаче, заключающейся в снижении максимального пенообразования, что рассматривается как недостаток этих заявок, которые ищут способы создания пенистого эспрессо.
В документах US 518696 (A), IT 1257648 (В) или WO 2005/107540 описаны машины, выдающие и обычный кофе, и эспрессо, но они делают это посредством использования так называемой "комбинированной технологии", заключающейся в разделении камер для приготовления: одна приспособлена для сыпучего порошка или бумажных контейнеров, а другая подходит для приготовления фильтрованного кофе с "камерой для приготовления капельного типа", используя то же самое гидравлическое соединение. Таким образом, раздаточные блоки не приспособлены, а скорее обеспечивают возможность использования совершенно различных способов приготовления напитков, что в свою очередь приводит к более высокой стоимости, увеличенным эксплуатационным расходам, к более сложной механической и гидравлической конструкции.
В документе WO 2007/110768 А2 описан процесс получения увеличенного уровня экстракции растворимых компонентов первичного ингредиента, такого как молотый кофе, и получения различных уровней пенообразования, хотя оно служит той же цели, такое изобретение ограничено в том смысле, что оно подразумевает ограниченные параметры для управления качеством напитка.
В документе US 6786134 описана система приготовления напитков, которая включает в себя два контура подачи воды, один для приготовления напитка, а второй для добавления горячей или холодной воды к средству сбора приготовленного напитка; и для первого и для второго контуров предусмотрен единственный резервуар горячей воды, а теплообменник, являющийся частью первого контура, погружен в резервуар для нагрева воды первого контура, необходимого для этапа приготовления. Таким образом, температура разбавляющей воды во втором контуре по сути такая же, как температура воды в первом контуре или контуре приготовления; это уменьшает возможность получения напитков с разными вкусами.
Документ US 2003126993 ссылается на систему приготовления напитков, аналогичную системе из US 6786134, имеющую два контура: один для подачи горячей воды в камеру приготовления и один для подачи холодной воды в средство сбора напитка.
Недостаток известных способов следует из необходимости приготовления напитков совершенно разной природы, при этом используя ту же самую разливочную машину. Например, это случай - ограничиваясь, например, только кофе, но аналогичные соображения верны и для чая, шоколада или фруктовых соков - "обычного" американского кофе, объем воды которого (или "порций") до 10 (прибл. 295 см3), 12 (прибл. 354 см3) или даже 20 жидких унций (прибл. 590 см3), европейского "латте", объемом 7, 9 или 10 жидких унций и более, и южно-европейского кофе эспрессо "ристрето", объем порций воды которого всего 40, 30 или даже 20 или 15 см3.
Другая задача известного уровня техники относится к потребности розлива напитков с различными уровнями пены, как в случае предварительно смешанного шоколадного напитка или капучино, кофе эспрессо (с пеной), обычного кофе, или листового чая, или травяного отвара (без пены). Еще одна задача относится к необходимости приспособления разливочной машины к различным потребностям рынка, управляя, таким образом, различными степенями разбавления, выраженными, например, количеством грамм свежего ингредиента, или количеством порошкообразного ингредиента, или смеси вышеупомянутых ингредиентов, используемых для приготовления напитка с различным объемом воды. Другая задача относится к различающимся органолептическим результатам, получающимся от прохождения различного количества воды через отдельный ингредиент, в частности, когда упомянутый ингредиент подвержен росту уменьшения его растворимого содержимого и изменению качества получаемого напитка.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в решении упомянутых выше задач посредством предложения разливочного блока и способа разлива, которые управляют вышеотмеченными переменными таким образом, который позволяет создавать напитки, которые удовлетворяют совершенно разные потребности постоянно меняющейся клиентской базы блоков, разливающих напитки. Другая задача изобретения - предложить устройство и способ для получения напитков, содержащих различное количество или "порции" воды, различные количества пены или "крема" и различную взаимосвязь между количеством ингредиента и растворителя, такого как вода или молоко.
Такие задачи достигнуты посредством настоящего изобретения, в котором предложена разливочная машина по п.1 формулы изобретения, т.е. машина, содержащая первый гидравлический контур (или первичный контур, или контур приготовления), включая источник воды, насос, средство нагрева воды, средство приготовления, выбранное из камеры приготовления и капсулы, упомянутое средство приготовления имеет средство ввода и вывода, средство сбора напитка для сбора приготовленного напитка, покидающего средство приготовления, и для розлива упомянутого напитка в контейнер, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит второй гидравлический контур (или разбавочный контур), который включает в себя второй насос и второе средство нагрева воды, которое отлично и отделено от средства нагрева воды первого контура, при этом вывод упомянутого средства нагрева воды соединен с первым контуром по потоку после средства приготовления относительно потока воды в первом контуре.
Под "средством приготовления" также подразумевается понимать камеры для приготовления для растворимых продуктов, например, капсул, содержащих порошкообразные и/или жидкие растворимые продукты.
Устройство согласно изобретению дополнительно содержит средство управления, предназначенное для того, чтобы второй контур функционировал в зависимости от скорости потока первого контура.
Предпочтительно, первый контур содержит средство управления скоростью потока, а второй контур содержит средство измерения скорости потока. В другом предпочтительном варианте осуществления средство управления предусмотрено для того, чтобы управлять скоростью потока второго контура в соответствии с измеренной величиной скорости потока в первом контуре так, чтобы сохранять заданное соотношение, используя первую скорость потока в качестве зависимой переменной последней скорости потока.
Вывод второго контура, предпочтительно, подает воду (и/или другую годную к употреблению в пищу жидкость) в средство доставки напитка, чтобы выйти из упомянутого средства вместе с напитком, приготовленным в первом контуре и извлеченным из него.
Изобретение также относится к способу розлива по п.5 формулы изобретения, т.е. способу, в котором в дополнение к известным этапам приготовления напитков также содержатся этапы подачи дополнительной воды и/или другой годной к употреблению в пищу жидкости в первый гидравлический контур по потоку после средства приготовления относительно потока воды в первом контуре.
В этом способе скоростью потока во втором контуре предпочтительно управляют в соответствии с заданной или измеренной величиной скорости потока в первом контуре так, чтобы сохранять заданное соотношение, используя первую скорость потока в качестве зависимой переменной последней скорости потока.
В предпочтительном варианте осуществления средство сбора напитка имеет средство подавления пены, расположенное в средстве 6 сбора или в любом случае перед выходом из средства сбора в чашку. Предпочтительный гранулометрический диапазон частиц молотого кофе находится в рамках от 150 до 500 мкм, предпочтительно от 280 до 400 мкм и наиболее предпочтительно - от 290 до 350 мкм.
Предпочтительно, чтобы обсуждавшийся выше второй контур использовался в сочетании с первым контуром, как описано ниже, т.е. контуром, оснащенным средством для поддержания постоянного пониженного давления в средстве приготовления до и/или после открытия средства приготовления, в частности капсул.
Под формулировкой "постоянное давление" понимается давление, которое может изменяться до 10% выше или ниже установленного значения. Упомянутое давление обязательно регулируется машиной.
Предпочтительной капсулой для использования в первом гидравлическом контуре является капсула, описанная в документе PCT/IB2006/003462 (ЕР 06821023.6), однако с машиной согласно изобретению могут быть предпочтительно использованы другие капсулы, которые обычно закрыты при первой подаче воды и которые подвергают увеличению внутреннего давления перед открытием.
Фактически, изобретение также относится к машине для розлива напитков по п.12 формулы изобретения, содержащей первый гидравлический контур, включающий в себя источник воды, насос, средство нагрева воды, средство приготовления, выбранное из камеры приготовления и капсулы, упомянутое средство приготовления имеет средство ввода и вывода, средство сбора напитка для сбора приготовленного напитка, покидающего средство приготовления, и для розлива упомянутого напитка в контейнер, при этом машина дополнительно содержит средство поддержания в основном постоянного давления воды в средстве приготовления. Как отмечено выше, средство приготовления также обозначает камеры приготовления для жидких или порошкообразных растворимых продуктов.
Предпочтительно, чтобы средство поддержания давления содержало разветвленный трубопровод, соединенный с вводом в первый гидравлический контур по потоку после насоса относительно потока воды в упомянутом контуре и с выводом по потоку перед насосом относительно потока воды в контуре. В предпочтительном варианте осуществления разветвленный трубопровод соединен с трубопроводом, идущим от насоса к нагревателю (бойлеру) воды, и формирует перепускной канал насоса.
Вывод разветвленного трубопровода может быть соединен с резервуаром воды или с трубопроводом, подающим воду к насосу, или с любой подходящей частью машины.
В предпочтительном варианте осуществления первый гидравлический контур оборудован средством управления давлением и клапаном, чтобы контролируемым образом подавать воду в разветвленный трубопровод по достижении заданного значения давления в контуре по потоку после насоса. Средство сохранения постоянного давления используют и на этапе до открытия капсулы, и на этапе после открытия капсулы (или камеры); а именно, способ предусматривает поддержание в заполненном и закрытом средстве приготовления постоянного давления ниже, чем давление открытия средства приготовления. Пропитка до открытия увеличивает экстракцию ингредиента, пропитка после открытия предотвращает или значительно уменьшает количество пены в готовом напитке.
Изобретение обеспечивает несколько преимуществ по сравнению с известными машинами.
Второй контур изобретения может использоваться в качестве дополнения к любому известному первому (или основному) контуру для приготовления напитков, чтобы получить либо обычный (или американо, или фильтрованный) кофе или кофе эспрессо из того же исходного материала, такого как молотый кофе в капсуле или в камере для приготовления.
Это дает большое преимущество, заключающееся в том, что требуется только один тип кофейной мельницы в тех машинах, которые имеют камеру для приготовления, в которую подают свободные частицы кофе, и требуется только один тип капсул в тех машинах, которые используют капсулы для приготовления всех типов напитков различных форматов и объемов.
Первый контур может использоваться в любой известной машине для розлива напитков, при этом он обеспечивает преимущество, заключающееся в улучшенном увлажнении кофейного брикета (спрессованного) с лучшим выделением ароматических продуктов и, в частности, в предотвращении или значительном снижении пенообразования в налитом напитке.
Наличие двух отдельных и различных средств нагрева для двух контуров делает возможным получить в готовом напитке широкий диапазон различных вкусов; фактически, изобретение делает возможным изменить температуру первого контура относительно температуры второго контура и подогнать и температуру, и объем жидкостей, выдаваемых двумя контурами, в соответствии с требуемым вкусом готового напитка. Таким образом, один и тот же кофе может дать много различных напитков.
Дополнительное преимущество заключается в том, что машина в соответствии с изобретением может обеспечить приготовление нескольких различных типов напитков: например, второй контур может предоставить и горячее, и холодное молоко для "латте".
Краткое описание чертежей
Эти и дополнительные преимущества станут очевидными из последующего описания.
На фиг.1 показана схема возможного варианта осуществления в соответствии с изобретением;
на фиг.2 - увеличенный вид схемы участка машины согласно изобретению;
на фиг.3 и 4 - графики, показывающие примеры изменения давления во время процесса согласно изобретению;
на фиг.5 - график, показывающий предпочтительную гранулометрию молотого кофе, который следует использовать в изобретении;
на фиг.6 - схематический вид в перспективе предпочтительного нагревателя воды для второго контура;
на фиг.7 - схема участка разливочной машины в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Напитки являются объектом этой заявки и принадлежат к типу напитков, использующих один или несколько основных ингредиентов (таких как листовой чай или другие травяные средства; жареный кофе, концентрированные ингредиенты в жидкой форме, такие как шоколадные сиропы или сгущенное молоко, или фруктовые ингредиенты, растворимые порошки, такие как сублимированный кофе или предварительно смешанный капучино) плюс растворитель, обычно вода, но также другие растворители, такие как жидкое молоко или приготовленные настои, которые могут использоваться горячими, то есть свыше 60°С (и ниже или около 100°С) или даже ниже такой температуры, например комнатной температуры или охлажденное до 7°С молоко. В последующем описании будет упоминаться вода, так как обычно она используется в качестве растворителя, не ограничивая объем заявки только водой.
Исследования заявителя начались с того факта, что кофе и другие ингредиенты напитков страдают от постепенного истощения своих растворимых составляющих, которые для приготовления напитка растворяют в растворителе, имеющем относительно низкую температуру. Было обнаружено, что неравномерное использование ингредиента особенно заметно при приготовлении эспрессо из-за высокой спресованности брикета: при приготовлении последовательные объемы воды извлекают содержимое растворимых веществ на ограниченной поверхности/объеме кофейного брикета (вдоль ограниченного количества путей распространения воды), тем самым увеличивая горечь и общую крепость готового напитка в ущерб вкусу и аромату.
В этом исследовании заявитель также установил различие качества напитка при сравнении различных частей одного и того же цикла приготовления, при этом было обнаружено, что первые выданные порции очевидно темнее, крепче и имеют более высокие органолептические значения, чем более поздние порции, полученные на выходе средства приготовления или заваривания.
На фиг.1 показана машина 1 для розлива напитков в соответствии с изобретением, которая содержит первый гидравлический контур С1 и второй гидравлический контур С2. Первый контур содержит средство 2 приготовления, выбираемое из капсулы и камеры приготовления. Под термином "капсула" понимаются капсулы, картриджи, или контейнеры, или в более общем виде предварительно упакованные контейнеры с основным(и) ингредиентом (ингредиентами) и с соответствующим средством ввода и вывода, чтобы позволить осуществить контакт с водой под давлением (или другим пригодным для употребления растворителем) для приготовления напитка. Как вариант, средство приготовления представляет собой камеру приготовления или заваривания, предназначенную для приема упомянутого ингредиента (ингредиентов) в свободном виде, в этом случае разливочный блок также содержит соответствующие известные специалистам в области техники способы выдачи и дозирования. В настоящем описании будет упоминаться капсула, но под этим словом также будет пониматься камера приготовления и в целом средство приготовления.
Первый контур С1 содержит также источник 3 воды, такой как, напрмер, резервуар или питающий трубопровод, насос 4 и нагреватель или бойлер 5, предназначенный для нагрева воды до требуемой температуры.
Насос 4 предназначен для подачи воды в средство 2 приготовления под давлением от 0,3 до 25 бар, предпочтительно от 1 до 20 бар; подходящие насосы известны в области техники, например роторные, центрифужные, перистальтические, или вибрационного типа, или воздушные, или вакуумные насосы.
Нагреватель 5 расположен между насосом и средством 2 приготовления; он известен в области техники и его выбирают, например, из бойлера под давлением, открытого бойлера или так называемого "мгновенного нагревателя" или быстрого нагревателя. В дополнение также может иметься средство (не показано) для охлаждения и регулирования температуры воды, такое как охлаждающий трубопровод, охладительный бак или мгновенный охладитель. Средство 2 приготовления оборудовано, как было замечено, средством ввода и средством вывода, а также необязательным средством фильтрации, доступным специалистам в области техники, т.е. если оно необходимо для приготовления требуемого напитка, как в случае с молотым кофе.
Камера приготовления или капсула 2 соединена, например помещена в корпус в случае капсулы, со средством 6 сбора напитка, которое в свою очередь доставляет напиток, выходящий из средства 2 приготовления, в чашку или иной контейнер 7 для напитка.
В предпочтительном варианте осуществления устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит средство подавления пены, расположенное в средстве 6 сбора или в любом случае перед выходом из средства сбора в чашку. Средство подавления пены, например, выбирают из фильтра 26, способного уменьшить пену, и дополнительного канала или вставки 24, встроенной в выводной канал 27 средства 6 сбора, или их сочетания. Упомянутый канал или вставка 24 предназначена, чтобы увеличить путь, который должен преодолеть напиток прежде, чем выйти из средства 6 сбора, чтобы уменьшить пену. Фильтр 26 может быть металлическим, бумажным или из нетканого материала, такого, какой используют в подгузниках, в частности нетканого материала для распределения жидкости. Вставка 24, схематически показанная на фиг.7, имеет форму, например, спирали. Если имеется фильтр/вставка, то в конце разливочного цикла предпочтительно выполняют финальное промывание водой. Дополнительно уменьшение пенообразования может быть получено путем снижения давления в капсуле во время этапа приготовления, что будет более подробно обсуждаться ниже в этом документе перед примером 2.
В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, чтобы иметь возможность осуществлять розлив напитков, имеющих объем в диапазоне от 15 мл до 600 см3, разливочная машина согласно изобретению оборудована дополнительным контуром С2, который включает в себя второй насос 4bis и второе средство 5bis нагрева воды, но не включает в себя средство приготовления.
Как показано на фиг.1, вывод средства 5bis нагрева воды соединен с первым контуром С1 по потоку после средства 2 приготовления относительно потока воды в первом контуре. Что касается первого контура С1, в дополнение к нагревателю 5bis воды он может быть оборудован дополнительным средством для управления температурой воды или другой пригодной к употреблению жидкости, например, чтобы охлаждать воду или жидкость.
Другими словами, второй контур С2 не оборудован средством приготовления и не участвует в экстрагировании или в процессе приготовления, который выполняют только в первом контуре С1. Вода или другая пригодная к употреблению жидкость поступает из соответствующего источника; в случае воды источник может быть тем же самым, что и для контура С1. Воду из контура С2 предпочтительно доставляют в средство 6 сбора напитка так, чтобы вода и напиток, выходящий из средства 2 приготовления, поступали на выход единым потоком.
В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг.6, средство 5bis нагрева воды второго контура С2 содержит бойлер, включающий в себя насос 4bis в одном устройстве. Более подробно, бойлер содержит бак 18 или аналогичный контейнер, который соединен с основным источником 3 воды посредством канала 29. Бак 18 с водой предпочтительно непосредственно соединен с источником 3 воды, также потому что измеритель 8bis скорости потока может быть заменен насосом 21. Насос 21 частично погружен в воду, содержащуюся в баке 18 с водой, чтобы подавать воду во второй контур С2. Насос представляет собой "погружной насос" по сути известный в технике, например, из документа WO 2004045351. В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг.6, насос 4bis содержит вал 30, приводимый в действие двигателем М, расположенным снаружи бака 18. Вал 30 оснащен крыльчаткой 19 и корпусом 25, имеющим форму цилиндра, открытого снизу. Крыльчатка 19 установлена в цилиндрическом корпусе 25, а корпус 25 оснащен только одним выходным каналом 22, который соединен с контуром С2; при вращении крыльчатка насоса отправляет воду из бака 18 в канал 22 и во второй контур С2. Бак 18 с водой оснащен по сути известным в технике сопротивлением 31 для нагрева воды.
Управляющий блок 9 может использовать двигатель М насоса 4bis, чтобы управлять количеством и скоростью потока воды, отправляемой в контур С2; так как фактически в этом контуре нет сопротивлений, вода поступит непосредственно в средство 6 сбора напитка.
Предпочтительно, второй контур работает так, чтобы подать заданное количество воды в первый контур С1 после того, как поток напитка начал поступать из средства приготовления, а подача воды прекращена раньше или одновременно с остановкой потока напитка из средства 2 приготовления. Скорость потока в контуре С2 зависит от скорости потока в контуре С1, обе скорости могут быть заданы, чтобы обеспечить почти одновременное завершение доставки воды и напитка.
Гидравлические контуры С1 и С2 предпочтительно содержат по меньшей мере один тип средства, предназначенного для определения и управления скоростью потока основного растворителя на входе насоса, такой как, например, объемные регуляторы потока 8 и 8bis, а контур С1 может быть также оснащен средством настройки потока так, чтобы изменять его на выводном уровне камеры приготовления. Специалисты в области техники могут найти это средство среди стандартных коммерческих компонентов, таких как перепускные клапаны, реле давления, регулируемые центрифужные насосные устройства, пьезоэлектрические клапаны или управляемые роторные насосы. Наконец, гидравлическая система включает в себя вывод, расположенный непосредственно над контейнером для готового напитка или около него. Как вариант, гидравлический вывод может содержать один дополнительный блок, использующий миксер типа Вентури для смешивания жидкости на выводном уровне, с парообразующим блоком и воздухозаборником известного типа.
Разливочный блок также содержит электрическую цепь, предпочтительно включающую в себя соединенный с ней электронный контроллер 9, предназначенный для того, чтобы принимать входные данные от пользовательского интерфейса 12 (такого как сенсорный экран, нажимные кнопки, мембранные переключатели, голосовые команды или другие входные команды, доступные специалистам в области техники). Электрическая цепь также предназначена для того, чтобы осуществлять мониторинг гидравлического контура, в частности на предмет температуры растворителя, времени функционирования насосов 4 и 4bis посредством линий 11, скорости потока на вводе насоса, считанной с помощью регуляторов потока 8 и 8bis посредством линий 10, и/или давления в гидравлическом контуре, измеренного посредством измерителя 13 давления и линии 14 или реле давления, предпочтительно расположенного между насосом 4 и нагревателем 5, чтобы определить давление в средстве приготовления, как вариант, значение давления может быть выведено, принимая в расчет известную характеристическую кривую насоса, используемого в данном контуре.
Функционирование контура С1 будет описано со ссылкой на приготовление, например, обычного кофе или "кофе американо", т.е. кофейного напитка с низкой концентрацией основного ингредиента, в этом случае - жареного и молотого кофе, а именно, 8 г на 295 см3 или 36,875 см3 растворителя (воды) на грамм основного ингредиента (кофе).
Пример 1
Кофе поступает в камеру 2 приготовления либо в предварительно упакованном контейнере, либо в массе через средство измерения. Вывод средства 2 приготовления закрывают, и затем в средстве 2 и гидравлической системе С1 повышение давление путем приведения в действие насоса 4. Последовательность приготовления следующая: приводят в действие насос, начинают необязательную фазу предварительной подготовки под давлением и последующее открытие камеры приготовления, регулятор потока контролирует поток.
После некоторой задержки, которая может быть запрограммирована, но предпочтительно имеет длительность от 0,5 до 20 с, после открытия камеры приготовления или, если она отсутствует, после начала истечения потока из трубки вывода, активируют вторичную гидравлическую систему. В качестве управляющего параметра скоростью потока этой вторичной системы используют скорость потока в первой гидравлической системе в том смысле, что ее скорость потока зависит от скорости потока основной гидравлической системы. Скорости потоков определяют посредством регуляторов 8 и 8bis потока (или насоса на фиг.6 для С2), а контроллер 9 регулирует скорость потока в С2 в соответствии с определенными значениями в С1, чтобы предоставить требуемое количество воды из С2 за требуемое время. Как вариант, скорости потока заданы предварительно в машинных инструкциях. Как только требуемое количество воды подано в первый контур, насос 4bis останавливают.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения исходя из типа напитка и его окончательного объема, т.е. количества готового к розливу напитка, также в соответствии с ароматом и, в целом, с органолептическими характеристиками готового напитка задают количество воды, подаваемой первым и вторым контурами С1 и С2.
Фактически, ясно, что в соответствии с меньшим или большим количеством воды, проходящей через ингредиент напитка внутри камеры приготовления, подаваемой первым контуром С1, по отношению к количеству воды, подаваемой вторым контуром С2, аромат и вкус готового напитка будет разным.
Обычно, в соответствии с настоящим изобретением для каждого типа напитка, т.е. кофе, американский кофе, в средстве 9 управления устройства сохраняют один или несколько заданных наборов значений доли (количества) воды, подаваемой первым контуром С1, и воды, подаваемой вторым контуром С2. Заданные наборы значений учитывают тип выдаваемого напитка. Следующая таблица показывает пример заданного набора значений количества воды, подаваемой первым и вторым контурами для американского кофе конечного объема 250 мл.
| Таблица 1 | ||
| объем из С1 (кофе) | объем из С2 (воды) | конечный объем (смеси) |
| 20 | 230 | 250 |
| 30 | 220 | 250 |
| 60 | 190 | 250 |
| 80 | 170 | 250 |
Для количества кофе в диапазоне от 7,0 до 8,5 г предпочтительный диапазон объема кофейного напитка от 20 до 80 мл, предпочтительно от 30 до 60 мл, а общий конечный объем напитка составляет 230-280 мл, предпочтительно - около 250 мл.
Скорость потока в первом и втором контурах С1 и С2 для подачи желаемого количества воды соответственно из первого и второго контуров может быть постоянной в течение времени розлива или может изменяться в течение времени розлива в соответствии с различными правилами или алгоритмом.
В частности, скорости fr1 и fr2 потока могут регулировать, чтобы уравновешивать случайные неожиданные различия в скорости потока основного контура, таким образом сохраняя требуемый баланс между количеством жидкости, выдаваемой двумя контурами, и временем розлива обоих контуров. Алгоритм управления также может требовать, чтобы в течение времени, требуемого для выдачи всего предварительно запрограммированного количества жидкости основного контура, изменялась скорость потока второго контура С2.
Другими словами, заданное количество воды, подаваемой первым контуром С1 и вторым контуром С2 в соответствии с заданной долей (количеством), может подаваться с постоянной скоростью потока или с изменяющейся, например, путем увеличения или уменьшения соотношения между ними, скоростью потока, например, в начальной или конечной части процедуры розлива.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения скорость (fr1 потока первого контура С1 и скорость (fr2) потока второго контура С2 являются взаимозависимыми согласно различным взаимоотношениям между упомянутыми значениями скоростей потоков.
Соотношение между скоростью (fr1) потока первого контура С1 и скоростью (fr2) потока второго контура С2 в общем виде следующее: fr2/(fr1),
где эту функцию параметризуют в соответствии с желаемым типом приготовляемого напитка, например кофе.
Так как содержимое жидкости напитка обычно задано соответствующим средством программирования, доступным специалистам, то готовый напиток определяется как общий объем, например, в см3 или в жидких унциях с заданным количеством жидкости, выданной основным и вторичным контурами.
Как только относительно конечного объема напитка задано соотношение объема содержимого из двух отдельных контуров, включая нетипичные случаи учета откликов контроллера, становится возможным изобразить список напитков, имеющих различные вкусы, используя два отдельных контура и полную палитру органолептических и визуальных результатов, которые способна получить такая конструкция.
Более конкретно, в одном случае такое соотношение между fr1 и fr2 будут сохранять постоянным в течение времени розлива. Это может быть полезным в рамках ассортимента жидкого содержимого целевого напитка в циклах приготовления, использующих ингредиенты, где либо уменьшение растворимых компонентов ограничено или не оказывает неблагоприятного воздействия на вкус, либо ингредиент имеет подходящие характеристики для такого цикла розлива с линейным не дискретным коэффициентом разбавления, так что не оказывается заметного влияния на вкус (и, в частности, требуемый вкус напитка сильный).
В других случаях соотношение между fr1 и fr2 может быть линейным либо с положительной, либо с отрицательной корреляцией между двумя скоростями потоков, т.е. соотношение между объемами, выдаваемыми в первом и во втором контурах, увеличивается или уменьшается линейно в течение времени розлива.
Более того, соотношение между скоростью (fr1) потока первого контура С1 и скоростью (fr2) потока второго контура С2 может быть изменено в ходе операции розлива напитка.
Например, обычный выдаваемый напиток может быть составлен при различных соотношениях между fr1 и fr2 следующим образом: запуск основного контура не запускает вторичный контур, пока от момента запуска не пройдет запрограммированный интервал времени. По истечении такого интервала времени, используя фиксированное соотношение скорости потока первого контура С1 в качестве эталона для регулирования своей скорости потока, начинает работать второй контур С2. Это соотношение будет в пределах от 0,5 до 10, предпочтительно от 2 до 6.
По истечении второго фиксированного интервала времени такой интервал отмеряют в выданных см3 или протекшим временем, или применяя алгоритм, использующий оба значения, фиксированное соотношение между двумя скоростями потоков двух контуров может измениться на другое значение, которое может быть от 2 до 20, предпочтительно от 3 до 10.
В другом случае, когда кофейный напиток должен быть особенно мягким и ароматным, соотношение между fr1 и fr2 будет отклоняться от линейного к экспоненциальному типу, так что две скорости потока будут положительно коррелированными, а кривая соотношения fr1/fr2 покажет функцию экспоненциального типа.
В случае напитка с более сильным ароматом, и даже более крепкого, кривая соотношения fr1 и fr2 в течение времени розлива может показать функцию логарифмического типа, а цикл розлива будет сокращен предварительно запрограммированным жидким содержимым, то есть степенью разбавления, так что напиток покажет заданный резкий сильный вкус.
Более того, также возможно, что скорость потока контура основного ингредиента изменится в течение каждого цикла розлива непредсказуемым от одного цикла к другому образом в зависимости либо от специфичных параметров используемого типа гидравлической системы, либо различных условий в камере приготовления, где расположен ингредиент для экстракции его растворимых компонентов.
Это может быть различный объем ингредиента и/или степень помола, или гранулометрия, или уплотнение брикета с ингредиентом, и, в общем, такое изменение будет таким, что оно окажет влияние на выход напитка, т.е. на ожидаемую скорость потока в контуре СТ.
В таком случае скорость потока во втором контуре С2 изменяется, чтобы компенсировать изменение путем подгонки его скорости fr2 для следования за скоростью fr1 потока в первом контуре.
В такой ситуации имеется две возможности: что скорость fr1 потока основного контура внезапно снизится, таким образом, скорость fr2 потока вторичного контура соответствующим образом уменьшится, или скорость слишком высокая, таким образом, fr2 увеличится. В обоих случаях в программном обеспечении контроллера будут реализованы соответственно минимальное и максимальное пороговые значения скорости потока, так что если fr1 < минимального порогового значения (обычно пороговые скорости потока находятся в пределах от 0,8 до 1,5 мл/с), то разливочная система укажет на ошибочный цикл розлива.
В другом случае, если fr1 > максимального порогового значения (обычно пороговые скорости потока не ниже 2 мл/с), то контроллер передаст в основной контур информацию обратной связи, тем самым снижая fr1, чтобы восстановить требуемое соотношение между двумя скоростями потоков.
Несмотря на то, что было явно отмечено, что в качестве жидкости для приготовления и дополнительной жидкости в первом и во втором контурах С1 и С2 используют воду, могут быть использованы и другие жидкости, такие как жидкие ингредиенты, например упомянутым вторым контуром С2 может разливаться молоко.
В предпочтительном варианте осуществления, чтобы улучшить выделение начальных веществ, используют такое средство приготовления, которое открывают только после того, как давление в капсуле достигло достаточно высокого значения, чтобы экстрагировать кофе или другой ингредиент; обычно давление открытия составляет более 6 бар, предпочтительно около 8-10 бар, и в известных вариантах осуществления этого типа последующий этап розлива в общем случае выполняют при таком же давлении. При таком высоком давлении в получаемом напитке образуется пена, ценимая, например, в кофе эспрессо.
В соответствии с предпочтительным аспектом примерного варианта осуществления предложено средство для снижения остаточного давления в контуре после того, как напиток был полностью налит, перед тем, как будет открыт разливочный аппарат, например, чтобы заменить использованную капсулу. Подходящее устройство такого средства показано на фиг.7 и содержит выпускной клапан 23, предпочтительно трехходовый клапан, соединенный со сливной гидролинией 28. Клапан 23 расположен ниже по течению от насоса 4 между насосом и средством 5 нагрева воды в первом контуре С1, чтобы снизить в нем давление путем слива жидкости, оставшейся в контуре после выдачи напитка.
Как было отмечено выше, для некоторых напитков пена не нужна. Чтобы уменьшить или устранить пенообразование в напитке предложено средство для снижения давления, чтобы поддерживать в средстве приготовления требуемое уменьшенное давление ниже, чем давление, необходимое для открытия средства приготовления.
Как было отмечено ранее, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения первый контур С1, т.е. тот, в котором осуществляется приготовление напитка, содержит средство для поддержания в средстве 2 приготовления постоянного давления, более низкого, чем заданное значение, по меньшей мере, после того, как напиток начал выходить из средства 2 приготовления, чтобы предотвратить или снизить образование пены (или пенки) на поверхности получаемого напитка. Для этого давление выдачи напитка обычно поддерживают в диапазоне от 0,5 до 5 бар, предпочтительно от 1,5 до 3,5 бар, а наиболее предпочтительно - около 2,5 бар, и в любом случае ниже, чем давление открытия средства приготовления.
В варианте осуществления, показанном на фиг.1 и 2, средство поддержания давления образовано разветвленным трубопроводом 15, который отходит от трубопровода 16 контура по потоку после насоса 4 и который еще раз соединен с трубопроводом 16 по потоку после насоса 4 относительно потока воды. Как вариант, как показано пунктирной линией на фиг.1, разветвленный трубопровод 15 может быть соединен с резервуаром 3 воды. На трубопроводе 15 установлен клапан 17, этот клапан установлен, чтобы открываться при достижении требуемого давления, чтобы ограничить давление в камере приготовления значением, заданным клапаном 17. В соответствии с настоящим изобретением давление обычно поддерживают в диапазоне от 0,5 до 5 бар, предпочтительно от 1,5 до 3,5 бар, а наиболее предпочтительно - около 2,5 бар.
Для выполнения этой же функции доступны другие средства поддержания и ограничения давления; например, может использоваться датчик 13 давления, чтобы управлять насосом 4 через управляющий блок 9 и трубопроводы 11 и 14 так, чтобы остановить насос, когда достигнуто желаемое давление, и запустить насос снова, как только давление опустилось ниже желаемого уровня.
В первом случае средство снижения и поддержания давления приводят в действие, чтобы управлять приготовлением без образования пены, следовательно, давление удерживают ниже предварительно зафиксированного порогового значения, которое может быть запрограммировано в соответствии со специфическими нуждами. Предпочтительно, чтобы после программируемой задержки от открытия средства приготовления, которая может быть определена либо предварительно запрограммированной командой, либо командой, введенной конечным пользователем машины, активировалось средство снижения давления и чтобы удерживалось требуемое значение давления для предотвращения пенообразования.
Вышеописанное устройство также может быть использовано для того, чтобы поддерживать постоянное давление перед приготовлением в закрытой капсуле или в камере приготовления до открытия средства приготовления. Это давление будет ниже, чем давление открытия для средства приготовления, и настолько высоким, насколько это возможно, чтобы максимизировать выделение аромата из молотого кофе или другого ингредиента, не приводя к открыванию средства 2 приготовления.
Было установлено, что сочетание средства поддержания давления со вторым контуром приводит к возможности получения напитка с отличным вкусом и очень маленькой пеной или вовсе без пены; это применимо к кофе и другим ингредиентам, так же как в приведенном ниже примере с чаем.
Пример 2
Измельченные чайные листья загружают в камеру 2 приготовления либо в предварительно упакованном контейнере, таком как упомянутые капсулы, либо в массе, соответствующим образом отмеренной. Как только заправка герметично закрыта с помощью средства для герметизации, а первичной гидравлической системой в контуре С1 создано давление, система вводит в действие средство снижения давления (такое как перепускные клапаны, управляемые соленоидными клапанами, пьезоэлектрические клапаны), чтобы поддерживать постоянное давление внутри камеры 2. После запрограммированной задержки, предпочтительной длительностью не менее 1 с и не более 20 с, в течение которой поддерживается постоянное рабочее давление ниже порогового значения, требуемого для открытия вывода камеры 2 (или предпочтительного давления открытия в случае использования клапана для открытия камеры приготовления), давление увеличивают выше такого порогового значения, так что камера приготовления открывается и начинается обычный процесс приготовления.
После некоторой задержки, длительность которой может быть запрограммирована в диапазоне от нуля до 30 с, но предпочтительно составляет от 0,5 до 15 с, после открытия камеры приготовления (или, если она неприменима, то после начала потока из трубки вывода) активируют вторичную гидравлическую систему и, начиная с этого, производят действия в соответствии с первым вариантом осуществления.
Подводя итог, в первом варианте осуществления функционирование машины для розлива включает в себя подачу воды в средство 2 приготовления, чтобы открыть средство приготовления в момент времени top и начать выдачу напитка, снижение давления в момент времени tbp, чтобы предотвратить образование пены и удерживать упомянутое давление сниженным до тех пор, пока не прекратится этап экстракции напитка, выдачу в момент времени tc2 второго потока воды или пригодной к употреблению жидкости из второго контура С2 в первый контур, чтобы достичь требуемого объема напитка. Выдачу второго потока начинают после открытия средства приготовления.
Этот вариант осуществления показан на фиг.3.
На фиг.4 показан другой вариант осуществления изобретения: в этом варианте осуществления воду подают в средство приготовления до тех пор, пока в момент времени tbp1 не будет достигнуто давление ниже, чем давление открытия, упомянутое давление сохраняют в течение заданного времени, чтобы усилить экстракцию ароматов из молотого кофе. Затем давление в средстве приготовления повышают, чтобы открыть его и начать выдачу напитка в момент времени top; чтобы предотвратить пенообразование, в момент времени tbp2 снижают давление в средстве приготовления снова, например до значения от 2,5 до 3 бар, и удерживают это значение до конца этапа выдачи. Как было отмечено выше, в момент времени tc2 приводят в действие второй гидравлический контур, чтобы подать в средство 6 или 7 сбора напитка достаточное количество воды для достижения желаемого объема напитка. Давление в момент времени tbp2 может быть ниже, чем первоначально использованное сниженное давление в момент времени tbp1.
В случае если требуется "маленький" напиток, например эспрессо, второй контур С2 не приводят в действие, а средство снижения и поддержания давления активируют только перед открытием средства 2 приготовления, чтобы усилить экстракцию и образование пены.
1. Машина (1) для розлива напитков, содержащая первый гидравлический контур (C1), включающий в себя источник (3) воды, насос (4), средство (5) нагрева воды, средство (2) приготовления, имеющее средство ввода и вывода, средство (6) сбора напитка для сбора приготовленного напитка, выходящего из средства (2) приготовления, и для выдачи упомянутого напитка в контейнер, и дополнительно содержащая второй гидравлический контур (C2), который включает в себя второй насос (4bis), отличающаяся тем, что второй гидравлический контур (C2) содержит второе средство (5bis) нагрева воды, отличное и отдельное от средства (5) нагрева воды первого контура (C1), при этом вывод средства (5bis) нагрева воды соединен с первым контуром (C1) по потоку после средства (2) приготовления относительно потока воды в первом контуре (C1), при этом два отдельных и отличных средства (5, 5bis) нагрева для двух гидравлических контуров выполнены с возможностью изменения температуры обоих контуров независимого друг от друга.
2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство (9) управления для управления вторым контуром в зависимости от скорости потока первого контура.
3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство (8, 8bis) определения скорости потока и средство (9) управления для управления скоростью потока второго контура (C2) в соответствии с измеренной величиной скорости потока в первом контуре (C1) так, чтобы сохранять заданное соотношение между упомянутыми скоростями потоков.
4. Машина по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что второе средство (5bis) нагрева воды содержит бак (18) и насос (21), частично погруженный в воду, содержащуюся в упомянутом баке (18) с водой.
5. Машина по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что первый контур (C1) дополнительно содержит средство (15-17) поддержания в средстве (2) приготовления постоянного давления воды в течение по меньшей мере части одного или нескольких этапов процесса приготовления напитка, при этом упомянутое давление ниже, чем давление открытия средства (2) приготовления.
6. Способ приготовления напитка в машине по любому из пп. 1-4, содержащий нагрев воды в первом средстве (5) нагрева, подачу нагретой воды в средство (2) приготовления и сбор напитка, выходящего из средства приготовления в средство (6) сбора напитка, чтобы доставить упомянутый напиток в чашку или иной контейнер (7) для напитка, при этом средство приготовления, средство сбора напитка и чашка или контейнер являются частью первого гидравлического контура (C1), отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап подачи дополнительной воды и/или другой пригодной к употреблению жидкости в первый гидравлический контур (C1) по потоку после средства (2) приготовления относительно потока воды в первом контуре (C1) посредством второго гидравлического контура (C2), при этом воду или другую пригодную к употреблению жидкость во втором гидравлическом контуре (C2) нагревают до требуемой температуры посредством второго средства (5bis) нагрева, отличного и отдельного от первого средства нагрева воды первого контура (C1), при этом два отдельных и отличных средства (5, 5bis) нагрева для двух гидравлических контуров позволяют изменять температуры обоих контуров независимого друг от друга.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что количество жидкости, подаваемой первым контуром (C1), и количество жидкости, подаваемой вторым контуром (C2), в общем объеме выдаваемого напитка выбирают по меньшей мере из одного заданного набора значений.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что скорость (fr1 и fr2) потока первого и второго контуров (С1 и C2) для подачи упомянутого количества жидкости соответственно из первого и второго контура постоянна в течение времени розлива или изменяется в течение времени розлива в соответствии с различными правилами или алгоритмом.
9. Способ по любому из пп. 6-8, отличающийся тем, что скорость потока второго контура задают в соответствии со значением скорости потока в первом контуре, так что между первой и второй скоростями (fr1 и fr2) потока поддерживается по меньшей мере одно заданное соотношение.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что между отношением скорости (fr1) потока первого контура (C1) и скорости (fr2) потока второго контура (C2) поддерживается по меньшей мере одно заданное соотношение.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что заданное соотношение между отношением скорости (fr1) потока первого контура (C1) и скорости (fr2) потока второго контура (C2) выбирают, по меньшей мере, из следующего: линейная, экспоненциальная или логарифмическая функция.
12. Способ по любому из пп. 6-8, 10, 11, отличающийся тем, что второй контур (C2) работает для подачи заданного количества воды в первый контур (C1) после того, как поток напитка начал поступать из средства приготовления, при этом подачу воды прекращают раньше или одновременно с остановкой потока напитка из средства приготовления.
13. Способ по любому из пп. 6-8, 10, 11, отличающийся тем, что первый контур (C1) функционирует так, что в течение по меньшей мере части одного или нескольких этапов процесса приготовления напитка в средстве (2) приготовления поддерживают постоянное давление воды, при этом упомянутое давление ниже, чем давление открытия средства (2) приготовления.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что кофе приготавливают из молотого кофе, у которого гранулометрическое распределение с d(0,5) находится в диапазоне от 200 до 500 мкм, предпочтительно от 290 до 350 мкм.
15. Машина для розлива напитков, содержащая первый гидравлический контур (C1), включающий в себя источник (3) воды, насос (4), средство (5) нагрева воды, средство (2) приготовления, имеющее средство ввода и вывода, средство (6) сбора напитка для сбора приготовленного напитка, выходящего из средства (2) приготовления, и для выдачи упомянутого напитка в контейнер (7), средство (15-17) поддержания в средстве (2) приготовления постоянного давления воды в течение по меньшей мере части одного или нескольких этапов процесса приготовления напитка, при этом упомянутое давление ниже, чем давление открытия средства (2) приготовления, отличающаяся тем, что средство (15-17) поддержания давления содержит трубопровод (15), соединяющий ввод в первый гидравлический контур, расположенный по потоку после насоса (4) относительно потока воды в контуре, и вывод в первый гидравлический контур, который расположен по потоку перед насосом (4) относительно потока воды в упомянутом контуре.
16. Машина по п. 15, отличающаяся тем, что первый гидравлический контур (C1) дополнительно содержит средство (13) управления давлением и клапан (17), чтобы контролируемым образом подавать воду в разветвленный трубопровод (15) по достижении заданного значения давления в контуре, по потоку после насоса (4).
17. Способ приготовления напитка в машине по любому из пп. 15 или 16, содержащей первый гидравлический контур (C1), включающий в себя источник (3) воды, насос (4), средство (5) нагрева воды, средство (2) приготовления, имеющее средство ввода и вывода, средство (6) сбора напитка для сбора приготовленного напитка, выходящего из средства (2) приготовления, и для выдачи упомянутого напитка в контейнер, отличающийся тем, что в течение по меньшей мере части одного или нескольких этапов процесса приготовления напитка в средстве (2) приготовления поддерживают постоянное давление воды, при этом упомянутое давление ниже, чем давление открытия средства (2) приготовления, при этом этапы поддержания давления осуществляют с помощью трубопровода (15), соединяющего ввод в первый гидравлический контур (C1), расположенный по потоку после насоса (4) относительно потока воды в контуре, и вывод в первый гидравлический контур (C1), который расположен по потоку перед насосом (4) относительно потока воды в упомянутом контуре.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что постоянное давление поддерживают в течение этапа выдачи напитка, и упомянутое давление устанавливают, чтобы предотвратить или уменьшить образование пены в собранном напитке.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что значение упомянутого давления находится в диапазоне от 0,5 до 5,0 бар, предпочтительно от 1,5 до 3,5 бар.
20. Способ по любому из пп. 18 или 19, отличающийся тем, что в средство приготовления подают воду, при этом перед открытием его вывода поддерживают постоянное давление.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что в нем используют машину для розлива по п. 15 и используют средство (13) управления давлением, чтобы установить пороговое значение давления, ниже которого удерживают средство приготовления в течение периода времени длительностью от 0,5 до 20 с перед тем, как будет приложено дополнительное давление, чтобы открыть средство приготовления.
