(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの飲料原材料２を封じ込めたカプセル１から飲料を生成するための方法及び装置８を提供する。装置８は、少なくとも１つの飲料原材料２を予め湿らせるための第１の体積の水をカプセル１内に供給し、所定の待ち時間の間、カプセル１内への水の流れを中断し、少なくとも１つの飲料原材料２を抽出するための第２の体積の水をカプセル１内に供給し、カプセル１の流出口面１ａを開放し、生成された飲料を注出することにより、方法を実行するように構成されている。本発明の方法及び装置によると、第１の体積の水は、流量計３によって出力された測定信号１０を評価することにより決定される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの飲料原材料（２）を封じ込めたカプセル（１）から飲料を生成するための方法であって、
前記少なくとも１つの飲料原材料（２）を予め湿らせるための第１の体積の水を前記カプセル（１）内に供給する工程と、
所定の待ち時間の間、前記カプセル（１）内への前記水の流れを中断する工程と、
前記少なくとも１つの飲料原材料（２）を抽出するための第２の体積の水を前記カプセル（１）内に供給する工程と、
生成された前記飲料を注出する工程と、を含み、
前記カプセル（１）内への前記水の流れを中断する時点が、流量計（３）によって出力された測定信号（１０）を評価することにより決定される、飲料を生成するための方法。
【請求項２】
前記カプセル（１）の流出口面（１ａ）は、前記第２の体積の水を前記カプセル（１）内に供給することにより開放される、請求項１に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項３】
前記第２の体積の水は、前記カプセル（１）内に３〜２０ｂａｒ、好ましくは、５〜１７ｂａｒの圧力で供給される、請求項１又は２に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項４】
前記カプセル（１）内への前記水の流れを中断する時点が、前記流量計（３）の前記測定信号（１０）から評価された流量（１１）に少なくとも基づいて決定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項５】
前記流量計（３）の前記測定信号（１０）から評価された前記流量（１１）は、第１閾値（１４）と比較され、
前記カプセル（１）内への前記水の流れは、前記評価された流量（１１）が前記第１閾値（１４）に達した後に中断される、請求項４に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項６】
前記カプセル（１）内への前記水の流れを中断する時点が、前記流量計（３）の前記測定信号（１０）から評価された流量勾配（１２）の勾配（１３）に少なくとも基づいて決定される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項７】
前記流量勾配（１２）の前記勾配（１３）は、第２閾値（１５）と比較され、
前記カプセル（１）内への前記水の流れは、前記流量（１１）が前記第１閾値（１４）に達し、かつ前記流量勾配（１２）の前記勾配（１３）が前記第２閾値（１５）に達するときに中断される、請求項６に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項８】
前記流量勾配（１２）の前記勾配（１３）は、極大値について分析され、第３閾値（１６）と比較され、
前記流量（１１）が前記第１閾値（１４）に達し、かつ前記流量勾配（１２）の前記勾配（１３）が、極大値でありかつ前記第３閾値（１６）に達したときに、前記カプセル（１）内への前記水の流れは中断される、請求項６に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項９】
前記カプセル（１）内への前記水の流れを中断する時点において、前記第１の体積の水が前記カプセル（１）の総体積の約８５％〜９０％を満たすように、前記第２閾値（１５）及び前記第３閾値（１６）はそれぞれ選択される、請求項７又は８に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項１０】
前記流量（１１）は、前記第１の体積の水の前記供給の開始から所定の遅延時間後に、前記流量計（３）の前記測定信号（１０）から評価される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項１１】
前記所定の待ち時間は、ユーザにより選択可能であり、かつ／又は約１〜３ｓである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項１２】
前記流量計（３）の前記測定信号（１０）は、所定のサンプル数及び所定のフィルタ時間で計算される移動平均法によって評価される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項１３】
前記流量計（３）の前記測定信号（１０）を評価することにより決定された、前記カプセル（１）内への前記水の流れを中断する時点は、圧力センサ（４）の測定信号（２０）に基づいて検証される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の飲料を生成するための方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、少なくとも１つの飲料原材料（２）を封じ込めたカプセル（１）から飲料を生成するための装置（８）。
【請求項１５】
少なくとも１つの飲料原材料（２）を封じ込めたカプセル（１）から飲料を生成するための装置（８）であって、前記装置（８）は、
水リザーバ（７）から前記カプセル（１）内に水を供給するためのポンプ（６）と、
前記カプセル（１）内への前記水の流れを測定するための、及び測定信号（１０）を制御装置（５）に出力するための流量計（３）と、
前記制御装置（５）であって、
前記ポンプ（６）を制御して、前記少なくとも１つの飲料原材料（２）を予め湿らせるための第１の体積の水を前記カプセル（１）内に供給し、
所定の待ち時間の間、前記カプセル（１）内への前記水の流れを中断し、かつ、
前記ポンプ（６）を制御して、前記少なくとも１つの飲料原材料（２）を抽出するための第２の体積の水を前記カプセル（１）内に供給するように構成されている、制御装置（５）と、
任意選択的に、前記カプセル（１）の流出口面（１ａ）を開放するための開放手段と、
生成された前記飲料を前記カプセル（１）から注出するための注出手段とを含み、
前記制御装置（５）は、前記流量計（３）の測定信号（１０）を評価することにより、前記カプセル（１）内への前記水の流れを中断する時点を決定するように構成されている、装置（８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、カプセルに封じ込められた少なくとも１つの飲料原材料を抽出することにより、カプセルから飲料を生成するための方法及び装置に関する。本発明の方法及び装置は、飲料原材料が抽出され飲料が注出される前に、カプセル内の少なくとも１つの飲料原材料を予め湿らせるステップを適用する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、当該技術の現状において、予湿は知られている。例えば、当該技術の現状は、所定量の水を飲料原材料が封じ込められたカプセルに供給することにより、飲料原材料を水で浸すことを提案している。予め湿らせるために数秒間一時停止した（カプセル内への水供給を中断することにより）後、飲料原材料から飲料を抽出してカプセルから飲料を注出するように、カプセル内への水の供給が再開される。予湿は、例えば焙煎コーヒー又は挽いたコーヒーであり得る飲料原材料の抽出品質を改善するという長所を有する。特に、飲料原材料の芳香族化合物は、飲料として注出される前に水によってより良好に取り込まれる。
【０００３】
欧州特許第０  ２５０  ８１０（Ａ１）号は、カプセル内の圧力が特定の閾値に達するときに破断する脆弱線を有する送出膜を備えたカプセルを開示する。予湿段階では、カプセル内部に封じ込められたコーヒーを膨潤させるが送出膜を破断しないように、水をカプセル内に特定の圧力値で導入する。水は、コーヒー床にゆっくりと分配され、送出膜がまだ閉じている限り、水供給はすぐに停止される。カプセル内のコーヒーが均一に湿り、かつコーヒーの芳香族化合物が水によく取り込まれるまで、予湿段階が数秒間維持される。その後、脆弱線に沿って送出膜を裂くため、かつ抽出された飲料をカプセルから注出するために、カプセル内に空気が注入される。
【０００４】
欧州特許第２  ００１  ３４３（Ｂ１）号は、予め湿らせるために１〜６０秒間少なくとも３ｂａｒの圧力の水が供給されるカプセルを開示する。その後、カプセルの流出口が開放され、抽出された飲料が注出される。予湿段階に必要とされる圧力は、圧力検知器によって検知される。
【０００５】
上記の圧力検知に関する問題は、圧力検知器から出力された測定信号が十分に正確ではないことである。特に、到達すべき圧力状況が圧力検知器により検知されるとき、カプセルの送出膜は、一般的に既に穿孔されている。更に、カプセル内の水が多すぎるとき、コーヒー床は、圧縮された状態になる場合があり、結果として、カプセル内の圧力は高まり過ぎ、更にコーヒーの抽出を困難にする。最悪の場合、カプセル内に水を供給するポンプが、詰まってしまう。
【０００６】
当該技術の現状は、所定時間の間、水ポンプを動作させて所定量の水を抽出チャンバ又はカプセル内に供給することにより、圧力を維持する方法を更に説明する。しかしながら、この方法に関してもまた、圧力検知は、十分正確ではない。これは、特に、水の体積はカプセル内に封じ込められるコーヒーの体積によって異なるという事実のためである。
【０００７】
従来技術の現状及び上記の問題を鑑みて、予湿のためにカプセルが水で正しく充填される時点をより正確かつより明確に判定できるようにする方法及び装置が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、カプセルから飲料を生成するための改善された方法及び装置を提供することを目的とする。特に、本発明は、予め湿らせるステップを改善するという目的を有し、特に、予め湿らせるためのある体積の水のカプセル内への供給を中断する時点をより正確に測定することにより、改善するという目的を有する。本発明は、したがって、簡易であり効率的な測定技術を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決される。本発明の核となる着想は、カプセル内への水の流れを測定するための流量計を使用すること、及び流量計の信号を分析することにより複数のパラメータを得ることである。パラメータは、予め湿らせるための理想体積の水を得るための、カプセル内への水の流れを中断するのに最も適した時点を示し、かつパラメータは、一般的に流量計の信号に数学演算を適用することにより求められる。本発明の解決策の更なる有利な実施は、従属請求項で示される。
【００１０】
特に、本発明は、少なくとも１つの飲料原材料を封じ込めたカプセルから飲料を生成するための方法であって、少なくとも１つの飲料原材料を予め湿らせるための第１の体積の水をカプセル内に供給する工程と、所定の待ち時間の間、カプセル内への水の流れを中断する工程と、少なくとも１つの飲料原材料を抽出するための第２の体積の水をカプセル内に供給する工程と、生成された飲料を注出する工程と、を含み、カプセル内への水の流れを中断する時点は、流量計によって出力された測定信号を評価することにより決定される、方法を目的とする。
【００１１】
流量計の測定信号の評価に基づいた方法は、カプセル内への水の流れを中断する時点を正確に決定することを可能にする。特に、本方法は、異なるカプセルタイプに対する時点を正確に測定するために適用されてもよい。予湿に使用される体積の水である、第１の理想体積の水は、このようにカプセル内に供給されてもよい。したがって、予湿段階は、例えば、カプセルの開口面が既に破断されて飲料が注出されることなく、適切に実行され得る。特に、予湿時間は、より正確に設定されてもよい。その結果、飲料の生成は、技術の観点から改善されてもよい。例えば、フロー時間及び収率は増加されてもよい。更にまた、正確な予湿時間により、少なくとも１つの飲料原材料内の芳香族化合物が水により良好に取り込まれることができ、生成される飲料へと最も効率的に移動され得るので、生成される飲料の風味が改善される。特に、このように飲料は、よりコクがあり、より強い芳香の複雑な風味を備えて生成され得る。本発明は、特に、カプセル内に封じ込められた焙煎コーヒー又は挽いたコーヒーなどのコーヒー原材料から生成されるコーヒー飲料に特によく適用される。
【００１２】
有利なことに、カプセルの流出口面は、第２の体積の水をカプセル内に供給することにより開放される。
【００１３】
第２の体積の水でカプセルの流出口面が開放されることにより、飲料生成マシン内における開放専用手段が省略されてもよい。更に、飲料の全注出時間中、圧力は高く維持され得、これは、生成された飲料の風味を向上させる。
【００１４】
しかし、カプセルが開放された後に水の流れを中断することは、可能でもあり、また、生成される特定の飲料に関しては、予湿のための水の最適な充填を決定するために有益でもある。この場合、流量計の測定信号を評価することにより決定された時点に対して遅延時間が追加されることが好ましい。遅延時間は、好ましくは、数百ｍｓであり、最も好ましくは、３００〜５００ｍｓである。
【００１５】
有利なことに、第２の体積の水は、カプセル内に３〜２０ｂａｒ、好ましくは、５〜１７ｂａｒの圧力で供給される。
【００１６】
これらの好ましい圧力値によって、生成される飲料の最適な収率及び最良の風味が達成される。
【００１７】
有利なことに、カプセル内への水の流れを中断する時点は、流量計の測定信号から評価された流量に基づいて決定される。
【００１８】
流量は、好ましくは、流量計の測定信号から直接導き出される流量の絶対瞬時値である。流量は、所定の時間内にカプセル内に流れ込む水の体積によって単に計算されてもよい。流量計は、典型的には、信号を送達し、この信号は、流量計を一定体積の水が通過するごとに極性を変化させる。極性変化の間の時間は、単純な方法で正確な流量を決定するように測定されるのが好ましい。
【００１９】
有利なことに、流量計の測定信号から評価された流量は、第１閾値と比較され、評価された流量が第１閾値に達した後、カプセル内への水の流れは中断される。
【００２０】
流量が、例えば、５．５ｍＬ／ｓであり得る第１閾値に達するか、又はそれを下回るとき、流量計によって出力された測定信号は、カプセルが水で充填されるにつれ、流量の減速を十分に反映する。したがって、流量は、カプセルが予湿段階に適した第１の体積の水によって適切に充填される時点を示す。流量閾値は、水の流れが中断される前の必要条件として使用される。流量を唯一の必要条件として使用することは原則的に可能であるが、測定の正確さを損なうので、好ましい解決策ではない。したがって、更なる条件が満たされるときに達成されていなければならない前提条件として、流量が使用されるのが好ましい。このような更なる条件の詳細は、以下に説明される。
【００２１】
カプセル内への水の流れを中断する時点は、本質的に、流量計の測定信号から評価された流量勾配の勾配に少なくとも基づいて決定される。有利なことに、カプセル内への水の流れを中断する時点は、評価された流量及び流量計の測定信号から評価された流量勾配の勾配に基づいて決定される。
【００２２】
上記のパラメータの組み合わせによる流量勾配の勾配を追加的に考慮することは、カプセル内への水の流れを中断する時点の決定の的確さ、すなわち、最も適した水の第１の体積の的確さを改善する。
【００２３】
有利なことに、流量勾配の勾配は、好ましくは負の値である第２閾値と比較され、カプセル内への水の流れは、流量が第１閾値に達し、かつ流量勾配の勾配が第２閾値に達するときに、中断される。
【００２４】
このように流量閾値は、流量勾配閾値の勾配に達したときに満たされなければならない前提条件として定められている。上記条件、すなわち、流れが第１閾値に達する、かつ／又はそれを下回るという前提条件、並びに流量勾配の勾配が負の閾値に達するか又はそれを下回るという主条件の決定は、カプセルが予湿のために正しい水量で満たされる時点に対する特に正確な指標を提供する。
【００２５】
有利なことに、流量勾配の勾配が極大値について分析され、好ましくは正の値である第３閾値と比較され、流量が第１閾値に達し、かつ流量勾配の勾配が、極大値でありかつ第３閾値に達したときに、カプセル内への水の流れは中断される。
【００２６】
流量勾配の勾配の極大値が検出されるとき、かつ同じ瞬間に流量勾配の勾配が第３閾値に達するか、又はそれよりも高いとき、予め湿らせるために最も適した量の水がカプセルに充填されている。したがって、予湿時間を開始するために水の流れを中断する時点は、正確に決定されることができる。
【００２７】
有利なことに、カプセル内への水の流れを中断する時点において、第１の体積の水がカプセルの総体積の約８５％〜９０％を満たすように、第２閾値及び第３閾値はそれぞれ選択される。
【００２８】
好ましくは、カプセルへの水の適切な充填を確実にするために、第２及び第３閾値それぞれに対する特定のマージンが選択される。これにより、飲料原材料の予湿を改善することができる。
【００２９】
有利なことに、流量は、第１の体積の水の供給の開始から所定の遅延時間後に、流量計の測定信号から評価される。
【００３０】
例えばポンプを作動させるなど、カプセル内への水の供給の開始直後では、評価された流量値は、代表するものにはふさわしくならない（例えば、流量計は速く動きすぎるので）。結果として、流量勾配及び流量勾配の勾配は、特にソレノイドポンプが使用される場合、大きなばらつきを呈し得る。したがって、所定の遅延時間は、起こり得る不正確な流量値を排除するのに役立つ。結果として、カプセル内への水の流れを中断する時点の決定が、より正確に実行され得る。
【００３１】
有利なことに、所定の待ち時間はユーザにより選択可能であり、かつ／又は約１〜３ｓである。
【００３２】
好ましくは、予湿時間は、本発明の方法を実行するマシンのユーザによって柔軟に設定されることができる。あるいは、予湿時間は、自動的に選択されてもよい。１ｓは、短い予湿段階を決定し、３ｓは長い予湿段階を決定する。ユーザは、生成される飲料の所望の風味によって、短い予湿段階と長い予湿段階との間で連続的に選択してもよい。あるいは、本発明の方法を実行するマシンは、カプセルタイプの決定に基づいて、最も適した予湿時間を決定してもよい。
【００３３】
有利なことに、流量計の測定信号は、所定数のサンプル及び所定のフィルタ時間で計算される移動平均法（moving window averaging method）によって評価される。
【００３４】
例えば、プロセスの各制御ループに対するサンプル数はＮ＝４であってもよく、フィルタ時間はｔ１＝１０ｍｓであってもよい。したがって、総フィルタ時間定数は、４＊ｔ１＝４０ｍｓであってもよい。移動平均ΔＴＷの幅は、例えば、総フィルタ時間定数の４倍、すなわち、ΔＴＷ＝１６０ｍｓに設定してもよい。
【００３５】
有利なことに、流量計の測定信号を評価することにより決定された、カプセル内への水の流れを中断する時点は、圧力センサの測定信号に基づいて検証され得る。
【００３６】
流量計信号から導かれる決定の正確さは、圧力センサを追加的に使用することにより検証される。全ての信号及び計算モデルの正しさを判定するために、圧力センサは実験制御のためだけに使用されることが好ましい。例えば、流量計が正しく機能しているか、あるいは取り替えるか又は修理する必要があるかを結論付けることは、検証により可能になる。流量計の測定信号及び圧力センサの測定信号が、一緒に評価されることもまた可能である。例えば、それぞれの結果は、追加される及び／又は平均化されることができる。
【００３７】
本発明は、少なくとも１つの飲料原材料を封じ込めたカプセルから飲料を生成するための装置を更に目的とし、この装置は、上記に記載の実施による方法を実行するように構成される。
【００３８】
この装置は、上記に記載の本発明の個々の方法ステップを実行するように構成される手段を有することが好ましい。特に、このような手段としては、ポンプ、水リザーバ、流量計、圧力センサ、制御装置、カプセルホルダ、注出手段、開放手段などを挙げることができる。
【００３９】
特に、本発明は、少なくとも１つの飲料原材料を封じ込めたカプセルから飲料を生成するための装置であって、水リザーバからカプセル内に水を供給するためのポンプと、カプセル内への水の流れを測定するための、及び測定信号を制御装置に出力するための流量計と、制御装置であって、ポンプを制御して、少なくとも１つの飲料原材料を予め湿らせるための第１の体積の水をカプセル内に供給し、所定の待ち時間の間、カプセル内への水の流れを中断し、かつポンプを制御して、少なくとも１つの飲料原材料を抽出するための第２の体積の水をカプセル内に供給するように構成されている、制御装置と、を含む装置を目的とする。装置は、任意選択的に、カプセルの流出口面を開放するための開放手段を更に含み、かつ生成された飲料をカプセルから注出するための注出手段を含み、制御装置は、流量計の測定信号を評価することにより、カプセル内への水の流れを中断する時点を決定するように構成されている。
【００４０】
本発明の装置を使用することにより、本発明の方法に対して上記と同じ利点が達成される。本発明の装置は、上記のような全ての方法ステップが実行されるように更に構成されてもよい。したがって、追加的な手段が装置に追加されてもよく、又は制御装置は、追加的な構成及び機能を備えていてもよい。
【００４１】
添付図面を参照して、本発明を以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による装置の概略図である。
【図２】本発明の方法に従って、どのように流量計の測定信号が評価されるかを示す。
【図３】本発明の方法に従って、どのように流量計の測定信号が評価されるかの特定の例を示す。
【図４】本発明による流量計の測定信号から得られたパラメータを示し、これにより、どのように予湿が実行されるかを図示する。
【図５】本発明による流量計の測定信号から得られたパラメータを示し、これにより、どのように予湿が実行されるかを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、カプセル１からの飲料を生成するため本発明の実施形態による装置８のブロック図を示す。カプセル１は、少なくとも１つの飲料原材料２を封じ込めており、封止されたカプセル１であり得る。カプセル１は、剛性の又は半剛性のカプセル、ポッド、パウチ、カートリッジ、又は飲料生成マシンの抽出チャンバであってもよい。少なくとも１つの飲料原材料２は、コーヒー、挽いたコーヒー、コーヒー粉末、茶粉末、茶葉、乳粉末、風味付与原材料、これらの混合物又は飲料を生成するために抽出、淹出、及び／若しくは溶解するのに適した同様の原材料であってもよい。
【００４４】
カプセル１から飲料を生成するために、液体、好ましくは水がカプセル１内に供給される必要がある。したがって、装置８は、好ましくは、容器又はタンクなどの水リザーバ７からカプセル１内に水をポンプ送出するためのポンプ６を備える。あるいは、液体はまた、牛乳、茶、チョコレート、シロップなどを含んでもよく、又はこれらであってもよい。ポンプ６は、好ましくは、ソレノイドピストンポンプであるが、圧力ポンプのいずれの種類であってもよい。カプセル１から温かい飲料を調製するために、水は、カプセル１に入る前に、ボイラー又はインラインヒーターなどの加熱装置を通って更にポンプ送出されてもよい。
【００４５】
装置８は、例えば、ポンプ６によってカプセル１内に供給される水の流れを測定するように設置及び構成された流量計３を更に備える。対応する測定信号１０は、流量計３によって出力される。測定信号１０は、好ましくは、装置８の制御装置５に出力され、この信号は好ましくは、ポンプ６を作動させることができる。典型的には、流量計３の測定信号１０は、一定の体積の水が流量計３を通過しカプセル１に入るごとに極性が変化する信号である。
【００４６】
任意選択的に、装置８は、カプセル１内に供給される水の圧力、及び／又はカプセル１内部の水圧を測定するように設置及び構成された圧力センサ４を更に備える。圧力センサ４は、測定信号２０を制御装置５に出力する。
【００４７】
制御装置５は、測定信号１０、好ましくは測定信号２０の分析又は評価に基づいてポンプ６を作動させるように構成されている。特に、制御装置５は、カプセル１内への水の流れを中断する理想の時点を正確に決定するように、すなわち、カプセル１内の少なくとも１つの飲料原材料２を予め湿らせるのに最も適した第１の体積の水がカプセル１内に供給された後に水の流れを中断するように、標示パラメータに対する測定信号１０を評価するよう構成されている。制御装置５が、測定信号１０の分析に基づいて、予め湿らせるために理想的な第１の体積の水を有していることから水の流れを中断する最も適した時点に達したと判定すると、制御装置５は、所定の待ち時間の間、カプセル１内への水の流れを中断するように構成されている。したがって、制御装置５は、ポンプ６を停止又は休止させてもよく、又はポンプ６の下流の弁を閉じてもよい。
【００４８】
好ましくは、所定の待ち時間は、１ｓ〜３ｓである。この所定の待ち時間は、カプセル１内の少なくとも１つの飲料原材料２の予湿時間に対応する。所定の待ち時間の後、制御装置５は、ポンプ６を制御して水の流れを再開させ、カプセル１内への第２の体積の水の供給を開始させるように構成されている。第２の体積の水は、好ましくは、カプセルタイプ、すなわち、生成される飲料の種類に基づいて選択される。第２の体積の水は、少なくとも１つの飲料原材料２を、好ましくは完全に抽出又は溶解させ、かつ更にカプセル１内部の水圧の高まりにより、カプセル１の流出口面１ａを開放し得る。例えば、カプセル１の流出口面１ａは変形して所定の破断線において破断してもよい。あるいは、流出口面１ａは、破裂に対する水圧によって又は面１ａを裂くための穿孔手段によって押圧されてもよい。破裂手段又は穿孔手段は、カプセル１の内部に含まれてもよく、又は飲料生成マシン内に設置されてもよい。破裂手段又は穿孔手段は、圧力の高まりによって操作され、この圧力の高まりは、カプセル１内への第２の体積の水の供給によって生じる。あるいは、飲料装置８はまた、カプセル１の流出口面１ａを水圧に関係なく開放するための他の開放手段を含んでもよい。例えば、穿孔手段は、流出口面１ａに向かって動いてもよい。開放手段はまた、スリット又はケチャップ弁などの、カプセル内の弁であってもよい。カプセル１の流出口面１ａが開放されるとき、カプセル１内部で例えば抽出によって生成された飲料は、飲料装置８の注出手段を通って注出されるのが好ましい。
【００４９】
図２は、流量計３からの出力としての典型的な測定信号１０を示す。特定の体積ΔＶが流量計３を通過するごとに、信号１０は立ち上がりエッジを生成し、例えば、その極性を変化させる。各立ち上がりエッジにおいて、流量１１（Ｆとして略）は、例えば、ｍＬ／ｓの単位で決定されてもよい。特に、流量１１は、２つの立ち上がりエッジ間の体積差ΔＶ及び時間差Δｔから単純に計算されてもよく、すなわち、
Ｆ＝ΔＶ／ΔＴ［ｍＬ／ｓ］である。
【００５０】
好ましくは、流量１１は、１．５ｓなどの一定の遅延後、又は１つ以上の立ち上がりエッジの遅延後などの、測定信号１０の開始から特定の遅延後にのみ決定される。
【００５１】
更に、各立ち上がりエッジにおいて流量勾配１２が決定されてもよい。流量勾配１２は、流量１１の変化量、すなわち、流量１１が所定の時間Δｔ内にどの位の速さで変化したかである。流量勾配１２は、好ましくは、ｍＬ／ｓ２の単位で決定される。流量勾配１２（ＦＧとして略）は、特に流量１１の導関数として計算され、
ＦＧ＝ΔＦ／ΔＴ＝ΔＶ／ΔＴ２［ｍＬ／ｓ２］である。
【００５２】
特に、ΔＴＷの観測窓に対しては
ＦＧ＝ΔＦ／ΔＴ２＝（Ｆ（ｔ）−Ｆ（ｔ−ΔＴＷ））／ΔＴＷである。
【００５３】
更に、流量１１の速度変動（すなわち、どの位の速さで流量１１が変化しているか）は、いわゆる流量勾配１２の勾配１３として生じ得る。典型的に、流量勾配１２の勾配１３は、ｍＬ／ｓ３の単位で求められる。流量勾配１２の勾配１３はまた、立ち上がりエッジにおいて測定される。流量勾配１２の勾配１３（ＧＦＧで略されている）は、流量勾配１２自体と同様の方法で計算され、すなわち、
ＧＦＧ＝ΔＦＧ／ΔＴ２＝（ＦＧ（ｔ）−ＦＧ（ｔ−ΔＴＷ））／ΔＴＷである。
【００５４】
流量計３の測定信号１０を評価するために、いくつかの他の数学的分析が実施されてもよい。例えば、流量勾配１２の極大値、又は流量勾配１２の勾配１３の極大値を決定することができる。
【００５５】
上記の関連するパラメータの決定は、プロセスの制御ループごとに、例えば、ｔ１＝１０ｍｓごとに更新されてもよい。流れの測定は、好ましくは、複数のサンプルＮ（例えば、Ｎ＝４）を元に計算される「移動平均」と呼ばれる方法によってフィルタリングされる。したがって、フィルタ時定数は、Ｎ＊ｔ１であり、例えば、４＊１０ｍｓ＝４０ｍｓである。移動平均ΔＴＷは、好ましくは、Ｍ＊ｔ１として選択され、例えばＭ＝４に関して、ΔＴＷ＝４＊４０ｍｓ＝１６０ｍｓとする。しかしながら、マイクロコントローラによって実施される場合、除算を使って定数ΔＴＷを求める方法は、消費電力を低減するために、加算及び減算などの他の演算によって置き換えられてもよい。
【００５６】
図３は、流量計３の測定信号１０を評価する特定の例を示す。５１９μＬの体積ごとの水が流量計３を通過する例において、測定信号１０は立ち上がりエッジを生成する。立ち上がりエッジ間の時間Δｔは、例えば、装置８の制御装置５によって評価されてもよい。一方の立ち上がりエッジから他方の立ち上がりエッジまでの時間差Δｔを評価することにより、流量１１は、上記のように計算することができる。例えば、図３に示されるように、時間差Δｔが４５ｍｓであるとき、流量１１は１１．５３ｍＬ／ｓである。時間差Δｔが３５ｍｓであるとき、流量１１は１４．８３ｍＬ／ｓである。
【００５７】
流量勾配１２は、上記のように、測定信号１０の２つの連続する立ち上がりエッジで評価された流量１１から計算されることができる。例えば、図３に示されるように、Δｔ＝３５ｍｓ内の１１．５３ｍＬ／ｓから１４．８３ｍＬ／ｓへの流量１１の変化に対して、流量勾配１２は９４．２８ｍＬ／ｓ２である。
【００５８】
同様に、流量勾配１２の勾配１３は、２つの連続する立ち上がりエッジにおいて、すなわち、流量勾配１２の変化によって導くことができる。例えば、図３に示されるように、Δｔ＝５０ｍｓ内で流量勾配１２が９４．２８ｍＬ／ｓ２から−８９ｍＬ／ｓ２に変化するとき、流量勾配１２の勾配１３は、−３６６５．６ｍＬ／ｓ３である。
【００５９】
次に、上記の測定信号１０から決定された値に基づいて、例えば、制御装置５によって以下の条件ａ）、ｂ）及び／又はｃ）が決定されてもよい。
【００６０】
ａ）第１条件が決定され得るときは、測定信号１０から評価された絶対流量１１の値が、例えば、５．５ｍＬ／ｓであり得る第１閾値１４に達する（すなわち、この値まで低下するか又はそれ未満になる）かどうかである。カプセル１に水が満たされるとき、第１閾値１４は流量１１の減速を反映する。第１条件は、好ましくは更なる条件に基づいて、カプセル１内に第１の体積の水を供給することを停止するのに最も適した瞬間を決定するために達成されなければならない前提条件であることが好ましい。
【００６１】
ｂ）第２条件が決定され得るときは、流量勾配１３の勾配１３が、ある値−３０００ｍＬ／ｓ３などの、負の第２閾値１５に達する（すなわち、この値まで低下するか又はそれ未満になる）かどうかである。流量勾配１２の勾配１３がこの第２閾値１５に達するとき、すなわち、第２条件が達成されるとき、かつ追加的に流量１１が第１閾値１４に達する、すなわち、第１（前提）条件が達成されるとき、カプセル１内に第１の体積の水を供給することを停止するのに最も適した瞬間が決定され得る。
【００６２】
ｃ）第３条件が決定され得るときは、流量勾配１２の勾配１３が極大値１７を呈するかどうか、かつ同じ瞬間に流量勾配１２の勾配１３が、＋３０００ｍＬ／ｓ３などに設定された第３閾値１６に達する（すなわち、第３閾値１６以上である）かどうかである。第３条件が達成されるとき、及び追加的に流量１１が第１閾値１４に達する、すなわち、第１（前提）条件も達成されるとき、カプセル１内に第１の体積の水を供給することを停止するのに最も適した瞬間が決定され得る。
【００６３】
流量勾配１２の勾配１３（すなわち、流量１１の第２導関数）の条件ｂ）及びｃ）は恣意的にモニターされる条件でないが、以下の２つの典型的な現象が、多くの実験後に見出されたので、モニターが行われる。
【００６４】
初めに、カプセル１内への第１の体積の水が供給されるとき、流量１１がいくらかなだらかであるか、又は徐々に減少していることが見出された。
【００６５】
いくつかの時点において流量１１が突然に減少する一方で、同時にカプセル１内の圧力が突然に増加する第１現象が更に見出された。カプセル１内の少なくとも１つの飲料原材料２は、最初は導入された水を通常通り吸収するが、次に突然に飽和状態になり、圧力を増加させることが明らかである。飽和は、カプセル１の開放面１ａが破断することによるなどの、カプセル１を開放するのに必要な圧力に達する直前に生じる。第１現象は、第２条件ｂ）をモニターすることで検知される。
【００６６】
上記の飽和が生じる寸前に、流量１１が突如再び上昇した後で、突然減少する第２現象が更に見出された。明らかに、この瞬間において、少なくとも１つの飲料原材料は圧力下で水を吸収し、流量１１を増加させる。第２現象は、第３条件ｃ）をモニターすることで検知される。
【００６７】
いくつかのカプセル１の場合、例えば極大値は第３閾値１６未満で生じるので、第３条件ｃ）をモニターしても、第２現象は検知されない。しかしながら、このような場合でも、第１現象は、第２条件ｂ）をモニターすることにより検知され、特に、第１現象は、見逃された第２現象の約２００〜３００ｍｓ後に生じる。
【００６８】
ばらつきが大変多く、したがって、所望の真条件を満たす前に大変多くの偽条件が生じるので、流量勾配１２（すなわち、流量１１の第１導関数）は、水の流れを中断するトリガーとして使用されない。
【００６９】
一般的に、カプセル１内への水の流れを中断するのに最も適した瞬間は、（条件ｂ）が条件ａ）の後に満たされる場合に限り）条件ａ）及びｂ）が満たされるとき、又は（条件ｃ）が条件ａ）の後に満たされる場合に限り）条件ａ）及びｃ）が満たされるときの時点で、決定されるのが好ましい。言い換えれば、水の流れは、２つの条件ｂ）及びｃ）のうちの最初の１つの条件が満たされるときに中断されるのが好ましい。条件ｂ）及びｃ）の双方をモニターすることにより、時点の決定がより正確かつより安定したものとなる（第１現象を更に検知することによって、見逃された第２現象が補正され得るなど）。前提条件としての条件ａ）をモニターすることはまた、流量勾配１２の勾配１３の偶発的なばらつきを検知するのを防ぐ。しかしながら、条件ｂ）及びｃ）のうちのどちらかが最初の条件になるとき、条件ａ）を無視し、カプセル１内への水の流れを中断する時点を決定することも可能である。
【００７０】
カプセル１内への第１の体積の水の供給を停止するのに最も適した瞬間が決定された後、所定の待ち時間が実施される。待ち時間は予湿時間に対応しており、その持続時間は、好ましくは、１ｓ〜３ｓである。持続時間はしかしながら、生成される飲料に対する所望の風味に基づいて、ユーザによって変更又は選択されることができる。最適な第１の体積の水での予湿時間は、抽出品質を改善し、特に、少なくとも１つの飲料原材料からの芳香化合物の移動を改善する。次に、少なくとも１つの飲料原材料２を抽出するか、又は溶解するための、カプセル１を開放するための、及び飲料を注出するための水の供給が再開され、すなわち、第２の体積の水がカプセル１内へと供給され始める。
【００７１】
図４及び図５は、流量計３の測定信号１０から評価された、上記のパラメータを示す。具体的には、流量１１（グレーの破線）及び流量勾配１２の勾配１３（グレーの点線）が示される。また、圧力センサ４からの測定信号２０（グレーの実線）が示され、これは、他の信号及び評価モデルの検証に使用されてもよい。更に、図４及び図５は、カプセル１内への水の流れが中断される瞬間を図示する。図４及び図５の双方において、上記の第２条件ｂ）（黒い実線）及び第３条件ｃ）（黒い破線）が図示され、かつ比較される。
【００７２】
図４に例示的に使用されるカプセル（Ｎｅｓｐｒｅｓｓｏ  Ｄｕｌｓaｏ（ダルサオ）のカプセル）に関して、前提条件ａ）及び第２現象の発生を示す第３条件ｃ）に従って、カプセル１内への水の供給が中断され、すなわち、流量１１が第１閾値１４に達し（この値まで低下した又はそれ未満になった）、かつ流量勾配１２の勾配１３が第３閾値１６に達し（この値まで上昇した又はそれを上回った）、その後極大値１７を示したときに、カプセル１内への水の供給は中断される。図４に示されたカプセルの場合、第２現象の検知が達成され、水の流れの中断がもたらされる。第１現象の発生を示す第２条件ｂ）は、第３条件ｃ）後に達成される。水の流れを中断すると、予湿時間が始まる。
【００７３】
図５で例示的に使用されたカプセル（Ｎｅｓｐｒｅｓｓｏ  Ｌｉｖａｎｔｏ（リヴァント）のカプセル）に関して、カプセル１内への水の流れをいつ中断するかを決定するために、前提条件ａ）及び第１現象の発生を示す第２条件ｂ）が使用される。特に、流量１１が第１閾値１４に達した（この値まで低下した又はそれ未満になった）とき、及び流量勾配１２の勾配１３が負の第２閾値１５に達した（この値まで低下した又はそれ未満になった）ときに、水の流れが中断される。図５に図示されるカプセルの場合、極大値が第３閾値１６に達しなかったので、第１現象の発生前に第２現象は検知されなかった。第２現象の発生を示す第３条件ｃ）は、第２条件ｂ）が満たされた後に、更に達成されてもよい。
【００７４】
本発明の方法は、異なるタイプのカプセルが、同じ飲料生成装置８で使用される場合、特に有益である。本発明の方法を用いて、水の流れを中断するのに最も適した瞬間、したがって、予湿のための水の理想体積は、各カプセルタイプに対して正確に決定されてもよい。
【００７５】
概して、本発明は、カプセル２１内の少なくとも１つの飲料原材料２を予め湿らせるために使用される水の体積を正確に決定するための、特にカプセル１内への水の供給を中断するのに最も適した時点を正確に決定するための方法を提供する。これにより、生成される飲料のフロー時間及び収率を増加させることができ、かつ生成された飲料の風味を顕著に改善することができる。本発明の方法は、非常に正確であるうえに、飲料生成装置８によって使用され得る非常に単純な実施を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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