СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧИХ НАПИТКОВ Российский патент 2004 года по МПК A47J31/00 

Настоящее изобретение относится к способу приготовления горячих напитков посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды, а также к устройству для приготовления горячих напитков посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды.

Способы приготовления горячих напитков посредством заваривания измельченного вещества, которое может быть экстрагировано при помощи воды, хорошо известны в технике в большом количестве различных разновидностей. В качестве типичного примера может быть сделана ссылка на так называемые устройства для приготовления кофе “экспрессо”, в которых заварочная камера наполняется молотым порошкообразным кофе. Молотый кофе уплотняется в заварочной камере и соответственно горячая вода для заваривания подается под давлением через уплотненный молотый кофе для его экстрагирования и таким образом происходит приготовление кофейного напитка.

В случае обычных устройств для приготовления кофе “экспрессо” горячая вода, протекающая под давлением через кофейный порошок, находящийся в заварочной камере, имеет температуру примерно от 85 до 98°С. Другими словами, температура горячей воды для заваривания, протекающей через молотый кофе, находящийся в заварочной камере, ниже 100°С во всех известных устройствах для приготовления кофе “экспрессо”, имеющихся в настоящее время на рынке. Причина этого заключается в том, что все эксперты такого мнения, что вкус конечного кофейного напитка ухудшается, если вода для заваривания, протекающая под давлением через молотый кофе, находящийся в заварочной камере, имеет температуру более 100°С, так как в этом случае, как считается, компоненты, придающие горький вкус, экстрагируются из молотого кофе.

В европейском патенте ЕР 0592943 описывается домашняя кофеварка для приготовления кофе “экспрессо”, содержащая контейнер для приема свежей воды, нагревательный узел, расположенный под контейнером для свежей воды, заварочную камеру для размещения молотого кофейного порошка и насос для подачи нагретой воды из контейнера в заварочную камеру. Вода, находящаяся в контейнере, нагревается до температуры от 93 до 97°С. Горячая вода подается при помощи насоса из контейнера в заварочную камеру, где она нагнетается через порошок кофе с заданной температурой от 93 до 97°С. Наконец, из заварочной камеры конечный горячий кофейный напиток протекает в приемный контейнер.

В патенте США №4287817 описывается обычная кофеварка, имеющая барабан фильтра или аналогичное заварочное средство для заваривания порошка кофе с существенно меньшим давлением. Кофеварка снабжена кипятильником, содержащим трубопровод горячей воды, подсоединенный ко дну кипятильника, и паропровод, подсоединенный к верхней части кипятильника, при этом последний открывается отдельным отверстием для выпуска пара. Особенность этой кофеварки видна из того факта, что кипятильник может создавать как горячую воду, так и пар. В вводной части вышеупомянутого патента США указано, что известны кофеварки, в которых порошок кофе входит в соприкосновение с паром или водой для заваривания, которая была нагрета выше обычной температуры кипения. Однако что касается температуры воды для заваривания во время ее протекания через порошок кофе, то в вышеупомянутом патенте США не содержится никаких подробных предложений.

В европейском патенте ЕР 0812559 описывается кофеварка, в которой нагнетательный поршень расположен над реальной заварочной камерой; нагнетательный поршень предназначен специально для создания давления воды для заваривания порошка кофе. Клапан управления расположен между заварочной камерой и нагнетательным поршнем, служащим для пошагового выполнения операции заваривания, посредством чего на первом шаге порошок кофе увлажняется, и на втором и третьем шагах порошок кофе экстрагируется. Хотя и указано, что воде для заваривания сообщается повышенная температура, но повышение температуры воды для заваривания выше обычной температуры кипения не предполагается. На фиг.2 этого патента показано устройство для заваривания, разработанное в соответствии с известным уровнем техники. Устройство для заваривания содержит первый нагреватель воды и второй нагреватель воды, причем последний имеет меньшую емкость, чем первый. Этот дополнительный второй нагреватель воды предназначен для нагревания небольшого объема воды до температуры 180°С. В относящемся к нему описании говорится о том, что на первом этапе этот небольшой объем воды, нагретой до температуры 180°С, как предполагается, увлажняет порошок кофе, находящийся в заварочной камере, смесью воды и пара. Однако в этом патенте не приведены дальнейшие предложения в отношении реальной операции заваривания.

Наконец, в европейском патенте ЕР 0934719 описывается обычная кофеварка, имеющая вставляемый вручную держатель фильтра. Основная идея изобретения заключается в том, что во время первой фазы предварительного заваривания избыточное давление воды, нагретой до температуры 120°С, используется для подачи небольшого объема воды для заваривания на порошкообразный кофе для его увлажнения. Через период времени длительностью 2-8с клапан открывается, в результате чего свежая вода, подаваемая насосом, протекает через кипятильник, в котором она нагревается, на порошок кофе, находящийся в держателе фильтра, для экстрагирования порошка кофе и тем самым приготовления кофейного напитка. В отношении температуры воды для заваривания, протекающей через порошок кофе, находящийся в держателе фильтра, не приведены подробности или предложения в вышеупомянутом патенте США.

Таким образом, можно сделать вывод, что во всех кофеварках, описанных в вышеприведенных здесь патентах, вода для заваривания протекает через порошок кофе с температурой, которая ниже обычной температуры кипения воды.

Таким образом, технической задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для приготовления горячих напитков посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды, в которых измельченное вещество экстрагируется с повышенной эффективностью.

Данная техническая задача решается за счет создания способа приготовления горячего напитка, в частности кофе “экспрессо”, посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды, при котором вода для заваривания протекает через заварочную камеру, наполненную измельченным веществом, для экстрагирования измельченного вещества, при этом нагретая вода подается под давлением через упомянутое измельченное вещество, находящееся в упомянутой заварочной камере, при котором согласно изобретению вода для заваривания нагрета до температуры выше обычной температуры кипения воды, но упомянутая вода поддерживается в жидком состоянии с температурой выше обычной температуры кипения воды, таким образом экстрагируя упомянутое измельченное вещество для получения горячего напитка и посредством чего приготовленный таким образом горячий напиток собирается и охлаждается до температуры ниже обычной температуры кипения воды до его вытекания из отверстия для выпуска напитка.

Предпочтительно вода для заваривания, подлежащая подаче в заварочную камеру, нагревается до температуры выше 100°С, и заваренный таким образом напиток охлаждается до температуры ниже 100°С.

Предпочтительно этап нагревания воды до температуры выше нормальной температуры кипения воды, в то же самое время поддерживая упомянутую воду в жидком состоянии, включает этап поддержания упомянутой нагретой воды при избыточном давлении.

Предпочтительно вода для заваривания, подлежащая подаче в заварочную камеру, нагревается до температуры от 110 до 130°С.

Предпочтительно приготовленный таким образом горячий напиток охлаждается до температуры ниже 100°С при помощи теплообменника.

Предпочтительно теплообменник охлаждается свежей водой для заваривания посредством направления свежей воды для заваривания через теплообменник до ее нагревания до температуры выше обычной температуры кипения воды.

Техническая задача также решается за счет создания устройства для приготовления горячего напитка посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды, содержащего источник свежей воды для заваривания, подающий насос, нагреватель воды, заварочную камеру и отверстие для выпуска напитка, в котором согласно изобретению нагреватель воды предназначен для нагревания воды для заваривания до температуры выше обычной температуры кипения воды, причем теплообменник установлен с возможностью функционирования между заварочной камерой и отверстием для выпуска напитка и предназначен для охлаждения горячего напитка, завариваемого в заварочной камере, до температуры ниже обычной температуры кипения воды.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит средство для повышения давления воды для заваривания, причем упомянутое средство для повышения давления установлено с возможностью функционирования между нагревателем воды и отверстием для выпуска напитка и предназначено для поддержания воды для заваривания, нагретой до температуры выше обычной температуры кипения воды, в жидком состоянии.

Предпочтительно теплообменник содержит канал холодной воды и канал горячей воды, причем впускное отверстие упомянутого канала холодной воды соединено с возможностью функционирования с источником свежей воды для заваривания, и выпускное отверстие упомянутого канала холодной воды соединено с возможностью функционирования с нагревателем воды.

Предпочтительно впускное отверстие упомянутого канала горячей воды соединено с возможностью функционирования с заварочной камерой, и выпускное отверстие упомянутого канала горячей воды соединено с возможностью функционирования со средством отверстия для выпуска напитка.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит паропровод, соединенный с возможностью функционирования через клапан с трубопроводом, соединяющим нагреватель воды и заварочную камеру.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит клапан, установленный с возможностью функционирования в трубопроводе, подающем горячую воду для заваривания в заварочную камеру.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит предохранительный клапан, установленный с возможностью функционирования в трубопроводе, подающем горячий напиток к отверстию для выпуска напитка, причем упомянутый предохранительный клапан предназначен для поддержания воды для заваривания, нагретой до температуры выше обычной температуры кипения воды, в жидком состоянии.

Предпочтительно нагреватель воды и упомянутый теплообменник сообщаются термически.

Неожиданно было установлено, что вкус завариваемого напитка совершенно не ухудшается, если порошок кофе, находящийся в заварочной камере, заваривается водой для заваривания, нагретой до температуры выше обычной температуры кипения воды, но все же находящейся в жидком состоянии. Последующее охлаждение необходимо для предотвращения травмы пользователя напитка и обеспечения того, что напиток выходит из кофеварки в жидком, а не парообразном виде. Понятно, что экстрагирование сухого напитка очень эффективно, если вода протекает через него, имея температуру выше обычной температуры кипения воды.

Даже если некоторые из обсуждаемых известных патентов упоминают, что порошок кофе, находящийся в заварочной камере, увлажняется при помощи пара или воды, нагретой до температуры более 100°С, ни одна из кофеварок, описанных в этих патентах, не содержит средства или мер, которые позволяли бы осуществлять заваривание и экстрагирование порошка кофе, находящегося в заварочной камере, водой, нагретой до температуры выше обычной температуры кипения воды, но все же находящейся в жидком состоянии. С этой целью ниже заварочной камеры должны быть предусмотрены. как разгрузочный или предохранительный клапан, так и теплообменник. Если это не так, из отверстия для выпуска напитка выходит не жидкий напиток, а просто пар.

Далее дополнительно описывается вариант выполнения устройства в соответствии с изобретением со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором схематически показано устройство для приготовления горячего напитка.

На чертеже показано устройство для приготовления горячего напитка посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды. Устройство содержит бак 1 со свежей водой, подающий насос 2, теплообменник 3, заварочную камеру 4, нагреватель 5 воды, паропровод 7 с паровым клапаном 6 и отверстием 8 для выпуска пара, трубопровод 10 напитка с обратным клапаном 9 и отверстием 11 для выпуска напитка, а также трубопровод 17 воды для заваривания и клапан 14 воды для заваривания.

Принцип действия такого устройства может быть описан следующим образом в предположении, что паровой клапан 6 закрыт, а клапан 14 воды для заваривания открыт.

При помощи подающего насоса 2 свежая вода подается из бака 1 со свежей водой через трубопровод 18 холодной воды на теплообменник 3 и с него через трубопровод 16 на нагреватель 5 воды, в котором она нагревается до температуры выше обычной температуры кипения воды. Выражение “обычная температура кипения” определяет температуру кипения чистой воды при нормализованных условиях, т.е. при атмосферном давлении 1013 гПа на уровне моря. Вода предпочтительно нагревается в нагревателе 5 воды до температуры от 110 до 130°С. Обратный клапан 9, одновременно работающий как предохранительный клапан, обеспечивает то, что вода для заваривания всегда поддерживается в жидком состоянии, даже если она нагревается до температуры выше обычной температуры кипения воды.

От нагревателя 5 воды горячая вода для заваривания протекает по трубопроводу 17 воды для заваривания в заварочную камеру 4, где она протекает через вещество 13, находящееся в ней, так что экстрагируются активные компоненты этого вещества 13. После этого заваренный напиток протекает по трубопроводу 19 через теплообменник 3, который охлаждается свежей водой; таким образом напиток охлаждается до температуры ниже обычной температуры кипения воды. Наконец, из теплообменника 3 напиток протекает через обратный клапан 9 и трубопровод 10 напитка к отверстию 11 для выпуска напитка, где он собирается в чашку 20.

Как видно на чертеже, теплообменник 3 подсоединен к нагревателю 5 воды при помощи элементов 15 теплообмена. Эти элементы 15 теплообмена служат для предварительного нагрева теплообменника 3 до некоторой температуры. Таким образом можно компенсировать потерю тепла, вызванную нагреванием множества элементов, т.е. трубопроводов 10, 17, заварочной камеры 4, обратного клапана 9 и т. д., во время приготовления первого горячего напитка. Если множество напитков приготовляются последовательно, то вышеупомянутые элементы уже теплые, и потеря тепла значительно меньше. Тепловая связь между теплообменником 3 и нагревателем 5 воды учитывает эти обстоятельства.

Паропровод 7 подсоединен к выпускному отверстию нагревателя 5 воды при помощи Т-образного фланца 12. Для того чтобы получить пар, клапан 14 воды для заваривания, расположенный на трубопроводе 17 воды для заваривания, закрывается, а паровой клапан 6, расположенный на паропроводе, открывается, в результате чего вода, нагретая до температуры выше обычной температуры кипения воды, может выходить через отверстие 8 для выпуска пара по паропроводу 7. Так как в трубопроводе 7 не предусмотрен обратный клапан или предохранительный клапан, вода в паропроводе, нагретая до температуры выше нормальной температуры кипения воды, находится в газообразном состоянии и выходит в виде пара. При помощи этого пара, например, может нагреваться жидкость, содержащаяся в чашке 21.

Вследствие того факта, что вещество, находящееся в заварочной камере, заваривается при помощи воды для заваривания, нагретой до температуры выше обычной температуры кипения воды, но все же находящейся в жидком состоянии, результатом является значительно улучшенное экстрагирование активных компонентов вещества, находящегося в заварочной камере, без обычных до настоящего времени недостатков, например экстрагирования компонентов, придающих горький вкус, из порошкообразного кофе. Так как вода всегда нагрета до температуры выше обычной температуры кипения воды в нагревателе воды, устройство всегда готово подать пар, если возникнет необходимость.

Настоящее устройство для приготовления горячих напитков особенно подходит для приготовления кофе “экспрессо”. Однако понятно, что с его помощью также могут быть приготовлены другие горячие напитки, например горячий чай, горячий шоколадный напиток, горячие супы и аналогичные напитки.

Изобретение предназначено для использования при приготовлении горячих напитков, в частности кофе “экспрессо”. Способ осуществляют посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды. Вещество, находящееся в заварочной камере, заваривается водой для заваривания, которая имеет температуру кипения воды, предпочтительно 110-130°С, но находится все же в жидком состоянии. Заваренный таким образом напиток охлаждается до температуры ниже обычной температуры кипения воды до его протекания к отверстию для выпуска напитка. Для охлаждения заваренного таким образом напитка используется предпочтительно теплообменник, через который протекает свежая, еще не нагретая вода для заваривания, и тем самым охлаждает его. Теплообменник установлен с возможностью функционирования между заварочной камерой и отверстием для выпуска напитка и предназначен для охлаждения горячего напитка, завариваемого в заварочной камере, до температуры ниже температуры кипения воды. Обеспечивается более высокая эффективность экстрагирования вещества. 2 н. и 12 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ приготовления горячего напитка, в частности, кофе “экспрессо” посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды, при котором вода для заваривания протекает через заварочную камеру, наполненную измельченным веществом, для экстрагирования измельченного вещества, при этом нагретая вода подается под давлением через упомянутое измельченное вещество, находящееся в упомянутой заварочной камере, отличающийся тем, что упомянутая вода для заваривания нагрета до температуры выше обычной температуры кипения воды, но упомянутая вода поддерживается в жидком состоянии с температурой выше обычной температуры кипения воды, таким образом экстрагируя упомянутое измельченное вещество для получения горячего напитка и посредством чего приготовленный таким образом горячий напиток собирается и охлаждается до температуры ниже обычной температуры кипения воды до его вытекания из отверстия для выпуска напитка.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вода для заваривания, подлежащая подаче в заварочную камеру, нагревается до температуры выше 100°C и заваренный таким образом напиток охлаждается до температуры ниже 100°С.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый этап нагревания воды до температуры выше нормальной температуры кипения воды, в то же самое время, поддерживая упомянутую воду в жидком состоянии, включает этап поддержания упомянутой нагретой воды при избыточном давлении.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что вода для заваривания, подлежащая подаче в заварочную камеру, нагревается до температуры от 110 до 130°С.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что приготовленный таким образом горячий напиток охлаждается до температуры ниже 100°С при помощи теплообменника.6. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что упомянутый теплообменник охлаждается свежей водой для заваривания посредством направления свежей воды для заваривания через теплообменник до ее нагревания до температуры выше обычной температуры кипения воды.7. Устройство для приготовления горячего напитка посредством заваривания измельченного вещества, экстрагируемого при помощи воды, содержащее источник свежей воды для заваривания, подающий насос, нагреватель воды, заварочную камеру и отверстие для выпуска напитка, отличающееся тем, что нагреватель воды предназначен для нагревания воды для заваривания до температуры выше обычной температуры кипения воды, причем теплообменник установлен с возможностью функционирования между заварочной камерой и отверстием для выпуска напитка и предназначен для охлаждения горячего напитка, завариваемого в заварочной камере, до температуры ниже температуры кипения воды.8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство для повышения давления воды для заваривания, причем упомянутое средство для повышения давления установлено с возможностью функционирования между нагревателем воды и отверстием для выпуска напитка и предназначено для поддержания воды для заваривания, нагретой до температуры выше обычной температуры кипения воды, в жидком состоянии.9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что теплообменник содержит канал холодной воды и канал горячей воды, причем впускное отверстие упомянутого канала холодной воды соединено с возможностью функционирования с источником свежей воды для заваривания и выпускное отверстие упомянутого канала холодной воды соединено с возможностью функционирования с нагревателем воды.10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что впускное отверстие упомянутого канала горячей воды соединено с возможностью функционирования с заварочной камерой и выпускное отверстие упомянутого канала горячей воды соединено с возможностью функционирования со средством отверстия для выпуска напитка.11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит паропровод, соединенный с возможностью функционирования через клапан с трубопроводом, соединяющим нагреватель воды и заварочную камеру.12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит клапан, установленный с возможностью функционирования в трубопроводе, подающем горячую воду для заваривания в заварочную камеру.13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит предохранительный клапан, установленный с возможностью функционирования в трубопроводе, подающем горячий напиток к отверстию для выпуска напитка, причем упомянутый предохранительный клапан предназначен для поддержания воды для заваривания, нагретой до температуры выше обычной температуры кипения воды, в жидком состоянии.14. Устройство по п.7, отличающееся тем, что упомянутый нагреватель воды и упомянутый теплообменник сообщаются термически.