УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЗАВАРИВАНИЯ КОФЕ
APPARATUS AND METHOD FOR BREWING COFFEE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству и способу приготовления кофейного напитка.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Автоматизированные кофемашины становятся все более популярными благодаря тому, что они выполнены с возможностью выдачи чашки кофе при касании кнопки. В таких машинах для заваривания кофе, как правило, нагретую воду пропускают через слой молотых кофейных зерен.
Во время заваривания из кофейных зерен извлекают множество различных соединений, придающих заваренному кофе присущий ему вкус и цвет. Во время процесса извлечения из кофейных зерен может быть извлечен кофеин, таким образом обеспечивая для потребителя общеизвестный стимулирующий эффект, связанный с заваренным кофе.
Кроме того, известно, что кофейные зерна содержат дитерпеновые соединения кавеол и кафестол. Предполагается, что эти дитерпеновые соединения могут выполнять функцию агонистических лигандов для определенных ядерных рецепторов, включая фарнезоидный Х-рецептор и прегнан-Х-рецептор. Таким образом, указанные дитерпены могут блокировать гомеостаз холестерина и, таким образом, вызывать повышение уровня холестерина (Ricketts и др. Mol. Endocrinol. Том 21, выпуск 7, 2007 г., 1603-1616).
В частности, нефильтрованный кофе может содержать относительно более высокие уровни кавеола и кафестола, которые связаны с повышенным уровнем холестерина липопротеинов низкой плотности.
Таким образом, важной задачей является заваривание кофе с требуемыми вкусовыми характеристиками, но с ограниченным извлечением указанных дитерпеновых соединений. Кроме того, в частности, было бы предпочтительно приготавливать кофейный напиток с более низким содержанием дитерпена в автоматизированном режиме.
В DE 20 2005 020774 U1 раскрыта кофемашина, в частности, полностью автоматизированная эспрессо-машина.
В DE 10 2009 032677 A1 раскрыта кофемашина для приготовления кофе и эспрессо.
В DE 10 2015 109921 A1 раскрыт способ приготовления кофейного напитка.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение ориентировано на создание устройства и способа приготовления порции кофейного напитка таким образом, чтобы сохранить вкусовые характеристики и в то же время ограничить извлечение дитерпеновых соединений, таких как кавеол и кафестол.
Настоящее изобретение определяется формулой изобретения.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложено устройство для приготовления порции кофейного напитка из объема воды и массы молотого кофе, содержащее:
заварочную камеру, выполненную с возможностью вмещения молотого кофе и пропускания через нее воды;
устройство для подачи молотого кофе, выполненное с возможностью выдачи молотого кофе в заварочную камеру;
устройство для подачи воды, выполненное с возможностью подачи воды в заварочную камеру; и
контроллер, выполненный с возможностью:
управления устройством для подачи молотого кофе и устройством для подачи воды таким образом, чтобы заварить порцию кофейного напитка путем выполнения множества этапов заваривания, причем каждый этап заваривания включает пропускание части указанного объема через камеру для ее контакта с другой частью указанной массы.
Настоящее изобретение отчасти основано на осознании того, что содержание дитерпена, т.е. кавеола и кафестола, в кофейном напитке, заваренном путем пропускания воды через заварочную камеру, содержащую молотый кофе, может быть уменьшено путем снижения скорости потока воды через камеру. Это может быть реализовано путем уменьшения расхода воды для заданных геометрических параметров заварочной камеры. Расход определяют как объем воды, деленный на время, необходимое для его прохождения через камеру. Использование слова «другой» в термине «другая часть» (массы) использовано исключительно для отличия этого термина от термина «часть» (объема).
В данном устройстве требуется больше времени для приготовления заданного объема кофе, чем в обычном устройстве, за счет снижения расхода воды и указанный уменьшенный расход взаимодействует только с частью молотого кофе. Таким образом, кофе готовят путем осуществления множества этапов. Например, расход может быть уменьшен вдвое и кофе может быть приготовлен в два этапа, причем на каждом этапе используют половину молотого кофе, требуемого для получения конечного полного объема кофе (который упоминается как «порция кофейного напитка»). При осуществлении множества этапов вкус сохраняется за счет того, что молотый кофе заваривается только в течение требуемого периода времени, который остается постоянным, даже при уменьшении расхода.
Заваривание кофе таким способом позволяет уменьшить параметры, связанные с дитерпеном (расход воды) и обеспечить, чтобы параметры, связанные со вкусом (время контакта, соотношение кофе/вода), оставались такими же, как при заваривании полного объема кофе за один раз.
Порцию кофейного напитка получают из объема воды и массы молотых кофейных зерен. Контроллер выполнен с возможностью управления устройством для обеспечения конкретного периода заваривания (т.е. времени, в течение которого вода находится в контакте с молотым кофе) путем выбора подходящего расхода воды на основании, например, объема, массы, желаемой крепости порции кофейного напитка и т.п. Соответственно, указанное время заваривания может позволить обеспечить требуемые вкусовые характеристики порции кофейного напитка.
Контроллер управляет устройством для подачи молотого кофе и устройством для подачи воды с возможностью осуществления множества этапов заваривания. Продолжительность каждого этапа заваривания равна времени заваривания. Однако на каждом этапе заваривания используют часть объема воды и другую часть массы молотых кофейных зерен. Таким образом, объем воды, используемой на каждом этапе заваривания, является меньшим, чем ее общий объем для всей порции кофейного напитка. Соответственно, расход воды через камеру и содержащийся в ней молотый кофе ниже на каждом из этапов заваривания, чем, например, в том случае, когда весь объем пропускают через массу молотого кофе за один этап заваривания в течение того же времени заваривания.
Таким образом, кофейный напиток, имеющий требуемые вкусовые характеристики, получают благодаря применению определенного времени заваривания на каждом этапе заваривания, но с более низким содержанием дитерпена вследствие более низкого расхода на каждом этапе заваривания по сравнению со случаем одноэтапного заваривания. Кроме того, указанное решение может быть реализовано в существующих конструкциях кофеварок без необходимости какого-либо физического изменения их компонентов, такого как увеличение проема в заварочной камере.
Отношение между частью и другой частью может соответствовать другому отношению между объемом и массой. Соответственно, вкусовые характеристики каждой точно отмеренной кратной части от общего объема кофе, полученной на каждом этапе заваривания, и получаемой в результате приготовления порции кофейного напитка, в которой объединены указанные точно отмеренные кратные части от общего объема, могут соответствовать характеристикам продукта, полученного за один этап заваривания, с использованием такой же общей массы и объема, а также за такое же время заваривания.
«Часть» может составлять половину объема, а «другая часть» может составлять половину массы. Таким образом, контроллер реализует простой двухэтапный процесс заваривания, благодаря чему в порции кофейного напитка снижается содержание дитерпена.
Устройство для подачи воды может быть выполнено с возможностью подачи нагретой воды. Заваривание кофе может быть облегчено за счет использования нагретой воды благодаря более легкому извлечению различных соединений из кофейных зерен. Температура нагретой воды может быть одинаковой на каждом из множества этапов заваривания. Таким образом, на каждом из этапов заваривания могут применять такие же условия заваривания, что и, например, в случае осуществления одноэтапного заваривания с использованием указанной нагретой воды. Соответственно, порция кофейного напитка может иметь вкусовые характеристики, сопоставимые с характеристиками продукта в случае осуществления указанного одноэтапного заваривания.
Устройство может содержать средство для выгрузки, выполненное с возможностью выпуска молотого кофе из заварочной камеры. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления средством для выгрузки для выпуска другой части после выполнения соответствующего этапа заваривания. Путем выпуска использованного молотого кофе после соответствующего этапа заваривания заварочная камера может быть опорожнена для осуществления других этапов заваривания. Это может позволить улучшить управление вкусовыми характеристиками порции кофейного напитка, поскольку на каждом этапе заваривания свежемолотый кофе заменяет отработанный молотый кофе.
Контроллер может быть выполнен с возможностью последовательного осуществления множества этапов заваривания. Такое последовательное осуществление множества этапов заваривания может, например, быть целесообразным, если устройство содержит одну заварочную камеру.
Устройство может содержать множество заварочных камер, каждая из которых содержит соответствующее устройство для подачи молотого кофе и соответствующее устройство для подачи воды, причем контроллер выполнен с возможностью осуществления по меньшей мере некоторых из множества этапов заваривания одновременно в множестве заварочных камер. Таким образом, порция кофейного напитка может, например, быть приготовлена за меньший период времени.
Устройство может содержать пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью обеспечения ввода пользователем параметров, связанных с порцией кофейного напитка. Пользовательский интерфейс может быть выполнен с возможностью обеспечения ввода пользователем информации, связанной с объемом и/или массой. Контроллер может определять время заваривания с использованием указанной информации.
Пользовательский интерфейс может быть выполнен с возможностью обеспечения ввода пользователем для выбора заваривания с множеством этапов заваривания или заваривания с одним этапом заваривания. Таким образом, устройство выполнено с возможностью осуществления более быстрого обычного заваривания за один этап заваривания или более медленного многоэтапного способа заваривания для уменьшения содержания дитерпена.
Кроме того, устройство выполнено с возможностью реализации различных значений расхода воды в двух разных режимах. Различные расходы могут быть реализованы путем использования регулируемого клапана между устройством для подачи воды и заварочной камерой или путем управления насосом подачи воды, например, путем применения управления рабочим циклом.
Устройство предпочтительно содержит камеру для зерен, выполненную с возможностью приема кофейных зерен, и устройство для измельчения, выполненное с возможностью измельчения зерен для получения молотого кофе. Благодаря включению измельчителя в устройство может быть обеспечен требуемый размер измельчения кофейных зерен, т.е. для каждого из соответствующих этапов заваривания, таким образом, могут быть обеспечены требуемые вкусовые характеристики порции кофейного напитка.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ приготовления порции кофейного напитка из массы молотого кофе и объема воды в заварочной камере, включающий: заваривание порции кофейного напитка путем выполнения множества этапов заваривания, причем каждый этап заваривания включает пропускание части объема через заварочную камеру для ее контакта с другой частью массы в течение периода времени, равного времени заваривания.
Отношение между частью и другой частью может соответствовать другому отношению между объемом и массой. Соответственно, вкусовые характеристики точно отмеренной кратной части от общего объема кофе, полученной на каждом этапе заваривания, и получаемой в результате приготовления порции кофейного напитка, в которой объединены указанные точно отмеренные кратные части от общего объема, могут соответствовать характеристикам продукта, полученного за один этап заваривания, с использованием такой же общей массы и объема, а также за такое же время заваривания.
По меньшей мере некоторые из множества этапов заваривания могут быть осуществлены последовательно, например, в одной заварочной камере. Альтернативно или дополнительно, по меньшей мере некоторые из множества этапов заваривания могут быть осуществлены одновременно в соответствующих заварочных камерах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления настоящего изобретения описаны более подробно и с помощью неограничивающих примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
На фиг. 1 схематично изображено устройство в соответствии с одним вариантом осуществления;
на фиг. 2 представлена структурная схема устройства в соответствии с одним вариантом осуществления; и
на фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций способа в соответствии с одним вариантом осуществления.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение будет описано со ссылкой на фигуры.
Следует понимать, что хотя в подробном описании и конкретных примерах представлены примеры осуществления устройства, систем и способов, они предназначены исключительно для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества устройства, систем и способов согласно настоящему изобретению станут более понятными из нижеследующего описания, прилагаемой формулы изобретения и сопровождающих чертежей. Следует понимать, что фигуры являются схематическими и выполнены не в масштабе. Кроме того, следует понимать, что одинаковые номера позиций использованы на всех фигурах для обозначения одинаковых или аналогичных деталей.
Предложено устройство для приготовления порции кофейного напитка из объема воды и массы молотого кофе. Устройство содержит заварочную камеру для вмещения молотого кофе. Воду подают в камеру через впускное отверстие. Вода вступает в контакт с молотым кофе, содержащимся в камере, и выходит из камеры через выпускное отверстие. Устройство для подачи молотого кофе подает молотый кофе в камеру, а устройство для подачи воды подает воду в камеру. Контроллер определяет требуемое время заваривания или расход воды для кофе (например, в зависимости от пользовательского ввода) и управляет устройством для подачи молотого кофе и устройством для подачи воды таким образом, чтобы заварить порцию кофейного напитка путем выполнения множества этапов заваривания. Каждый этап заваривания включает пропускание части объема воды через камеру для ее контакта с соответствующей частью массы молотого кофе в течение периода времени, равного требуемому периоду заваривания.
Настоящее изобретение отчасти основано на осознании того, что содержание дитерпена, т.е. кавеола и кафестола, в кофейном напитке, заваренном путем пропускания воды через заварочную камеру, содержащую молотый кофе, может быть уменьшено путем снижения расхода воды через камеру. Не желая быть связанными соответствием конкретной теории, авторы полагают, что более низкие расходы обуславливают более низкую степень извлечения указанных дитерпеновых соединений. Расход (FR) определяют с помощью уравнения 1.
FR = V/t Уравнение 1
где
V - объем жидкости, т.е. воды, проходящей через заварочную камеру, а
t - время, необходимое для прохождения объема жидкости через заварочную камеру.
Порцию кофейного напитка получают из объема воды и массы молотого кофе. Как известно, требуемое время заваривания может быть определено на основании, например, указанного объема, указанной массы, требуемой крепости порции кофейного напитка и т.д. Определение этого требуемого времени заваривания, соответственно, может позволить обеспечить требуемые вкусовые характеристики порции кофейного напитка.
Для уменьшения расхода может быть уменьшена величина V. В одном варианте осуществления этого достигают путем приготовления порции кофейного напитка путем выполнения множества этапов заваривания; на каждом этапе заваривания используют часть объема воды, требуемого для порции кофейного напитка. Таким образом, объем воды, используемой на каждом этапе заваривания, является меньшим, чем ее общий объем для порции кофейного напитка. За счет меньшего расхода на каждом из этапов заваривания содержание дитерпена в полученной порции кофейного напитка может быть уменьшено по сравнению, например, с порцией кофейного напитка, приготовленной за один этап заваривания с применением того же объема и в течение того же времени заваривания t.
Каждый этап заваривания осуществляют в течение одного и того же времени t заваривания, в результате чего получают порцию кофейного напитка, представляющую собой сумму точно отмеренных кратных частей от общего объема кофе на каждом из множества этапов заваривания, которая может иметь сопоставимые вкусовые характеристики, например, с кофейным напитком, приготовленным за один этап заваривания в течение указанного времени t заваривания. Учитывая, что другие параметры заваривания, такие как размер помола, время заваривания, давление заваривания (поскольку падение давления в молотом кофе, как правило, зависит от падений давления в клапанах в приборе, которое остается по существу постоянным), температура воды, (общая) масса молотых кофейных зерен и (общий) объем воды являются такими же, что и для указанного одноэтапного заваривания, вкус порции кофейного напитка может быть сопоставимым с продуктом, полученным в результате осуществления указанного одноэтапного заваривания.
В одном варианте осуществления отношение между частью и другой частью может соответствовать другому отношению между объемом и массой. Соответственно, вкусовые характеристики каждой точно отмеренной кратной части от общего объема кофе, полученной на каждом этапе заваривания, и получаемой в результате приготовления порции кофейного напитка, в которой объединены указанные точно отмеренные кратные части от общего объема, могут соответствовать характеристикам продукта, полученного за один этап заваривания, с использованием такой же общей массы и объема, а также за такое же время заваривания.
Кроме того, возможно, что отношение и другое отношение могут не быть одинаковыми для каждого этапа заваривания, при условии, что для приготовления порции кофейного напитка используют общий объем воды и общую массу молотого кофе.
В одном варианте осуществления «часть» может составлять половину (общего) объема воды, а «другая часть» может составлять половину (общей) массы молотого кофе. Таким образом, контроллер реализует простой двухэтапный процесс заваривания, благодаря чему в порции кофейного напитка снижается содержание дитерпена. Альтернативно, могут выполнять три, четыре или более этапов заваривания, например, с использованием одной трети, одной четверти или менее объема и массы на каждом этапе.
На фиг. 1 схематично изображено устройство 100 для приготовления порции кофейного напитка в соответствии с одним вариантом осуществления. Устройство 100 содержит заварочную камеру 102 для вмещения молотого кофе. Заваривание кофе осуществляют путем пропускания воды через молотый кофе, содержащийся в заварочной камере 102. Заварочная камера 102 может, например, содержать перфорированный участок (не показан) для удержания молотого кофе внутри заварочной камеры 102. Отверстия перфорированного участка могут быть выполнены с размерами, ограничивающими или предотвращающими прохождение молотого кофе, но позволяющими проходить через них воде.
Устройство 100 содержит устройство 104 для подачи молотого кофе, выполненное с возможностью выдачи молотого кофе в заварочную камеру 102. В неограничивающем примере, показанном на фиг. 1, устройство 104 для подачи молотого кофе содержит камеру 106 для кофейных зерен, т.е. бункер, блок 108 дозирования кофе и измельчитель 110. Хотя блок 108 дозирования кофе изображен на фиг. 1 выше по потоку относительно измельчителя 110 таким образом, что блок 108 дозирования кофе управляет количеством зерен, поступающих в измельчитель 110, также одинаково возможно, чтобы блок 108 дозирования кофе был расположен ниже по потоку относительно измельчителя 110 таким образом, чтобы он управлял количеством молотых кофейных зерен, выдаваемых в заварочную камеру 102. В полностью автоматизированной кофемашине количество кофе выдают в зависимости от времени измельчения или количества оборотов вращающегося измельчающего диска. В таком случае отдельный блок дозирования отсутствует. Блок дозирования может быть использован для обеспечения полного опустошения измельчителя после выдачи кофе. Это позволяет легко переключать типы зерен.
Кофейные зерна могут проходить из бункера 106 для кофейных зерен в блок 108 дозирования кофе через выпускное отверстие 112 для кофейных зерен бункера 106 для кофейных зерен и впускное отверстие 114 для кофейных зерен блока 108 дозирования кофе. Выпускное отверстие 112 для кофейных зерен может содержать, например, механический или электромеханический затвор, который управляет количеством кофейных зерен, выходящих из бункера 106 для кофейных зерен, путем регулирования величины проема и/или времени открытия выпускного отверстия 112 для кофейных зерен. Блок 108 дозирования кофе может, например, быть использован для дозирования массы кофейных зерен, требуемой для порции кофейного напитка или требуемой на каждом этапе заваривания.
Блок 108 дозирования кофе может иметь дополнительное выпускное отверстие 116 для кофейных зерен для подачи кофейных зерен из блока 108 дозирования кофе в измельчитель 110. Кофейные зерна могут поступать в измельчитель 110 через дополнительное впускное отверстие 118 для кофейных зерен. Дополнительное выпускное отверстие 116 для кофейных зерен может содержать, например, механический или электромеханический затвор для управления количеством кофейных зерен, поступающих в измельчитель 110, аналогично выпускному отверстию 112 для кофейных зерен, описанному выше.
Измельчитель 110 измельчает кофейные зерна перед выходом молотых кофейных зерен из измельчителя 110 через выпускное отверстие 120 для молотого кофе. Молотые кофейные зерна поступают в заварочную камеру 102 через отверстие 122 для дозированной выдачи кофейных зерен. Выпускное отверстие 120 для молотого кофе может содержать, например, механический или электромеханический затвор для управления количеством молотого кофе, выдаваемого в заварочную камеру 102. Выпускное отверстие 120 для молотого кофе может, например, быть использовано для дозирования (других) частей массы молотого кофе на каждом из множества этапов заваривания.
Благодаря включению измельчителя 110 в устройство 100 кофейные зерна могут быть измельчены до требуемого размера измельчения. Может быть применен измельчитель любой подходящей конструкции, например, дисковый измельчитель. Размером измельчения могут управлять, например, путем регулировки расстояния между измельчающими дисками. Одинаковый размер измельчения кофейных зерен может быть обеспечен на каждом из соответствующих этапов заваривания, так что вкусовые характеристики полученной порции кофейного напитка могут быть сопоставимыми с характеристиками кофейного напитка, заваренного с использованием таких же молотых зерен в случае осуществления указанного одноэтапного заваривания.
Другие возможные конструкции устройства 104 для подачи молотого кофе будут очевидны для специалиста в данной области техники. Например, измельчитель 110 может быть исключен, если в устройстве 100 желательно использовать предварительно смолотые кофейные зерна. Как упомянуто выше, блок дозирования также является необязательным.
Устройство 100 содержит устройство 124 для подачи воды, выполненное с возможностью подачи воды в заварочную камеру 102. Выпускное отверстие 126 для воды устройства 124 для подачи воды соединено с впускным отверстием 128 заварочной камеры 102.
Устройство 124 для подачи воды подает нагретую воду в заварочную камеру 102. Нагретая вода может, например, иметь температуру от 65 до 95°С. Пар также может быть подан с помощью устройства 124 для подачи воды на отдельный выход для вспенивания молока.
Нагретая вода может иметь температуру, которая является одинаковой на каждом из множества этапов заваривания. Таким образом, на каждом из этапов заваривания могут применять такие же условия заваривания, что и, например, в случае осуществления одноэтапного заваривания с использованием указанной нагретой воды. Соответственно, порция кофейного напитка может иметь вкусовые характеристики, сопоставимые с характеристиками продукта в случае осуществления указанного одноэтапного заваривания.
Устройство 124 для подачи воды может, например, содержать резервуар для воды, насос и нагреватель (не показаны). Как известно, насос может быть выполнен с возможностью нагнетания нагретой воды в заварочную камеру 102 и через содержащийся в ней молотый кофе. Резервуар для воды, например, может быть соединен с водопроводом и/или его могут наполнять вручную.
Вода, подаваемая с помощью устройства 124 для подачи воды, поступает в заварочную камеру 102 через впускное отверстие 128 и вступает в контакт с молотым кофе, содержащимся в заварочной камере 102, на каждом из множества этапов заваривания. Заварочная камера 102 имеет выпускное отверстие 130, через которое заваренный кофе выходит из камеры 102, например, в подходящий питьевой сосуд, такой как кофейная чашка (не показана).
В одном варианте осуществления устройство 100 содержит средство 132 для выгрузки, выполненное с возможностью выпуска молотого кофе из заварочной камеры 102, т.е. после соответствующего этапа заваривания. Средство 132 для выгрузки может, например, содержать механический или электромеханический механизм затвора, который открывают для выпуска отработанного молотого кофе в подходящую емкость для отходов (не показана). Путем выпуска использованного кофе после соответствующего этапа заваривания заварочная камера 102 может быть опорожнена для осуществления последующих этапов заваривания. Это может позволить улучшить управление вкусовыми характеристиками порции кофейного напитка, поскольку на каждом этапе заваривания свежемолотый кофе заменяет отработанный кофе.
Хотя устройство 100, показанное на фиг. 1, содержит одну заварочную камеру 102, это не является ограничением. В одном варианте осуществления устройство 100 содержит множество заварочных камер 102, каждая из которых соединена с соответствующим устройством 104 для подачи молотого кофе и с соответствующим устройством 124 для подачи воды.
Как объяснено выше, в устройстве используют более низкую скорость подачи воды, чем в обычной кофемашине, и, следовательно, для приготовления кофе требуется больше времени (поскольку обычно каждый отдельный этап заваривания имеет ту же продолжительность, что и полный цикл заваривания в обычном процессе заваривания с одним циклом).
Расход воды в обычной кофемашине составляет, например, 2,5 мл/с (50 мл за 20 с). Типовой расход находится в диапазоне от 1,8 мл/с до 3,6 мл/с, например от 2 мл/с до 3 мл/с. В процессе заваривания, описанном выше, используют расход в диапазоне от 1,8/N до 3,6/N, где N представляет собой количество этапов заваривания. В качестве примера, для двухэтапного процесса заваривания расход находится, например, в диапазоне от 0,9 мл/с до 1,8 мл/с, например, от 1,1 мл/с до 1,6 мл/с. Для трехэтапного процесса заваривания расход находится, например, в диапазоне от 0,6 мл/с до 1,2 мл/с, например, от 0,7 мл/с до 1,1 мл/с.
Кофемашина может быть выполнена с возможностью осуществления только многоэтапного процесса заваривания. Таким образом, расход может быть фиксированным. Однако даже в устройстве, которое выполнено с возможностью осуществления только многоэтапного процесса заваривания, расход может быть регулируемым в рамках возможностей по управлению вкусом.
В другом примере кофемашина может быть выполнена с возможностью функционирования в соответствии с многоэтапным процессом заваривания или в соответствии с традиционным одноэтапным процессом заваривания, в зависимости от желания пользователя. Для этой цели необходимо обеспечить управление расходом, например, между первым расходом и вторым меньшим расходом. В таком случае разные расходы будут находиться в разных диапазонах, как указано выше.
Для этой цели в системе подачи воды может быть обеспечен клапан, выполняющий функцию регулируемого ограничения расхода. Таким образом, водяной насос может быть управляемым или неуправляемым. Альтернативно, насосом можно управлять напрямую, например, с использованием впускного отверстия с управлением путем широтно-импульсной модуляции для обеспечения различных значений расхода.
На фиг. 2 представлена структурная схема устройства 100 в соответствии с одним вариантом осуществления. Контроллер 134 определяет требуемое время заваривания или расход и управляет устройством 104 для подачи молотого кофе и устройством 124 для подачи воды таким образом, чтобы заварить порцию кофейного напитка путем выполнения множества этапов заваривания, как описано ранее.
На каждом этапе заваривания контроллер 134 управляет устройством 104 для подачи молотого кофе для выдачи им (другой) части массы кофейных зерен в заварочную камеру 102. Это, например, может быть достигнуто путем отправки контроллером 134 сигнала управления на выпускное отверстие 120 для молотого кофе для подачи (другой) части в заварочную камеру 102. Это показано на фиг. 2 стрелкой между контроллером 134 и устройством 104 для подачи молотого кофе. В неограничивающем примере выпускное отверстие 120 для молотого кофе может содержать электромеханический затвор и в ответ на прием сигнала управления может происходить открытие указанного затвора в течение периода времени, достаточного для дозированной выдачи (другой) части в заварочную камеру 102. Альтернативные способы дозированной выдачи (другой) части будут очевидны для специалиста в данной области техники.
Контроллер 134 также выполнен с возможностью управления измельчителем 110, который включен в устройство 104 для подачи молотого кофе, например, путем управления продолжительностью измельчения, например, путем установки количества оборотов вращающегося измельчителя. (Общая) масса кофейных зерен может, например, быть размолота до требуемого размера измельчения, и (другие) части полученного молотого кофе могут быть дозированно выданы в заварочную камеру 102 на каждом из множества этапов заваривания. Альтернативно, каждый этап заваривания может, например, включать измельчение кофейных зерен (другой) части перед дозированной выдачей (другой) части в заварочную камеру 102.
Контроллер 134 может управлять устройством 124 для подачи воды для подачи части объема воды в заварочную камеру 102, содержащую (другую) часть кофейных зерен. Это, например, может быть достигнуто путем отправки контроллером 134 дополнительного сигнала управления на клапан, включенный в выпускное отверстие 126 для воды устройства 124 для подачи воды, таким образом, чтобы клапан открылся и подал воду в заварочную камеру 102. Это показано на фиг. 2 стрелкой между контроллером 134 и устройством 124 для подачи воды.
Указанное управление клапаном подачи воды также может быть использовано для реализации различных режимов работы с разными скоростями подачи воды, как объяснено выше.
Альтернативно или дополнительно, контроллер 134 может запускать насос, включенный в устройство 124 для подачи воды, для перекачивания части воды в заварочную камеру 102. Аналогично вышеуказанному, управление насосом подачи воды может быть использовано для реализации различных режимов работы с разными скоростями подачи воды, как объяснено выше.
Различные средства управления устройством 124 для подачи воды с использованием контроллера 134, которые обеспечивают подачу воды в заварочную камеру 102 на каждом этапе заваривания и, в некоторых случаях, с разными скоростями подачи воды, будут очевидными для специалиста в данной области техники.
В вариантах осуществления, в которых устройство 100 содержит множество заварочных камер 102, контроллер 134 выполнен с возможностью осуществления по меньшей мере некоторых из множества этапов заваривания одновременно в множестве заварочных камер 102. В таких неограничивающих примерах контроллер 134 выполнен с возможностью отправки сигналов управления на соответствующее устройство 104 для подачи молотого кофе для выдачи кофейных зерен в соответствующие заварочные камеры 102. После этого, контроллер 134 может отправлять другие сигналы управления на соответствующие устройства 124 для подачи воды для подачи воды в соответствующие заварочные камеры 102. Таким образом, порция кофейного напитка может быть приготовлена за меньший период времени.
Альтернативно, для приготовления соответствующей порции кофейного напитка может быть использована каждая из множества заварочных камер 102, например, путем получения каждой порции путем последовательного осуществления множества этапов заваривания в одной из множества заварочных камер 102. Таким образом, несколько порций кофейного напитка, каждая из которых имеет низкое содержание дитерпена, могут быть получены одновременно, например, для нескольких потребителей.
Таким образом, одновременно может быть использовано множество вариантов заваривания для осуществления множества этапов заваривания с целью приготовления одного напитка, или они могут быть использованы для приготовления множества напитков, каждый с использованием одного цикла заваривания или каждый с использованием множества циклов заваривания.
В одном варианте осуществления устройство 100 содержит средство 132 для выгрузки, которое может быть выполнено с возможностью управления контроллером 134, для выпуска (другой) части кофейных зерен из заварочной камеры 102 после одного из множества этапов заваривания, как описано выше. Это показано на фиг. 2 стрелкой между контроллером 134 и средством 132 для выгрузки. В ответ на прием сигнала выгрузки от контроллера 134 может, например, открываться электромеханический механизма затвора для выпуска отработанного молотого кофе в емкость для отходов. Контроллер 134 также может инициировать закрытие механизма затвора после выпуска отработанного молотого кофе, вследствие чего заварочная камера 102 готова принять (другую) часть на следующем этапе заваривания. Могут быть применены и другие способы удаления использованного кофе. В некоторых неограничивающих примерах пользователь может вручную извлекать отработанный кофе из заварочной камеры 102.
Контроллер 134 может быть выполнен с возможностью последовательного осуществления множества этапов заваривания. Такое последовательное осуществление множества этапов заваривания может, например, быть целесообразным, если устройство 100 содержит одну заварочную камеру 102 или если устройство 100, содержащее множество заварочных камер 102, выполнено с возможностью одновременного приготовления нескольких порций кофейного напитка, как было описано ранее.
Устройство 100 может содержать пользовательский интерфейс 136 для обеспечения возможности ввода пользователем параметров, связанных с порцией кофейного напитка, и, в некоторых случаях, также для выбора между более медленным многоэтапным процессом заваривания (для снижения содержания дитерпена) и более быстрым одноэтапным процессом заваривания. Пользовательский интерфейс 136 может содержать любой подходящий компонент для обеспечения возможности ввода пользователем указанных параметров, например, одну или более кнопок, ручку настройки, сенсорный экран и т.д. Указанные параметры могут, например, относиться к крепости, объему и т.д. порции кофейного напитка. Альтернативно или дополнительно, с помощью пользовательского интерфейса 136 пользователь может запросить добавление устройством 100 дополнительных компонентов, например, молока, сахара, подсластителя и т.д., в порцию кофейного напитка. Указанный пользовательский ввод может быть отправлен в контроллер 134, как показано на фиг. 2 стрелкой между пользовательским интерфейсом 136 и контроллером 134.
В одном варианте осуществления пользовательский интерфейс 136 может обеспечивать возможность ввода пользователем информации, связанной с объемом и/или массой. Контроллер 134 может определять требуемый расход (и, следовательно, соответствующее время заваривания), используя указанную информацию. Альтернативно или дополнительно, контроллер 134 может определять расход или время заваривания на основании указанной пользователем крепости, типа напитка и т.д.
Альтернативно, устройство 100 может иметь упрощенную конструкцию, которая позволяет приготовить порцию стандартного кофейного напитка, не требующего выполнения выбора пользователем.
В неограничивающем примере устройство 100 может содержать подходящее средство переключения (не показано) для инициирования обеспечения контроллером 134 приготовления порции кофейного напитка. Указанное средство переключения может представлять собой, например, кнопку, которую нажимает пользователь, например, когда подходящий питьевой сосуд размещают для приема порции кофейного напитка, т.е. его выдачи из выпускного отверстия 130. Альтернативно, средство переключения может представлять собой датчик, который отправляет инициирующий сигнал в контроллер 134 в ответ на размещение питьевого сосуда таким образом, что он может принять порцию кофейного напитка.
Автоматизация приготовления порции кофейного напитка с использованием контроллера 134 описанным выше образом позволяет пользователю потреблять кофе с низким содержанием дитерпена (кавеола и кафестола) без ущерба для вкуса и с минимальным количеством дополнительных действий или без них, которые должен выполнять пользователь.
Как обсуждалось выше, в вариантах осуществления для управления компонентами устройства 100 используют контроллер 134. Контроллер 134 может быть реализован множеством способов с помощью программного и/или аппаратного обеспечения для выполнения различных требуемых функций. Процессор является одним примером контроллера, в котором используется один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения (например, микрокода) для выполнения требуемых функций. Однако контроллер может быть реализован с использованием или без использования процессора, а также может быть реализован в виде комбинации специализированного аппаратного обеспечения для выполнения некоторых функций и процессора (например, одного или более запрограммированных микропроцессоров и связанных схем) для выполнения других функций.
Примеры компонентов контроллера, которые могут быть использованы в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, включают, без ограничений, обычные микропроцессоры, специализированные интегральные схемы (ASIC) и программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA).
В различных вариантах реализации процессор или контроллер могут быть связаны с одним или более носителями данных, такими как энергозависимое и энергонезависимое запоминающее устройство компьютера, такое как оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭППЗУ) и электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ). Носитель данных может быть закодирован с помощью одной или более программ, которые при их выполнении на одном или более процессорах и/или контроллерах обеспечивают выполнение требуемых функций. Различные носители данных могут быть закреплены в процессоре или контроллере, или же могут быть переносными, таким образом, одна или более сохраненных на них программ могут быть загружены в процессор или контроллер.
На фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций способа 200 приготовления порции кофейного напитка из массы молотого кофе и объема воды в заварочной камере в соответствии с одним вариантом осуществления. Способ 200 начинается на этапе 210. Этап 210 может, например, соответствовать обеспечению устройства 100 для приготовления порции кофейного напитка.
На этапе 220 определяют расход воды. Устройство может иметь единое значение расхода воды или оно может зависеть от пользовательского ввода, например, в зависимости от объема воды, массы кофейных зерен, желаемой крепости порции кофейного напитка и т.д. На этапе 230 порцию кофейного напитка заваривают путем выполнения множества этапов заваривания. Каждый этап заваривания включает пропускание части объема через заварочную камеру для ее контакта с другой частью массы в течение периода времени, равного времени заваривания, т.е. как определено на этапе 220. Способ 200 заканчивается на этапе 240.
Как объяснено выше, кофеварка также может функционировать в соответствии с обычным одноэтапным процессом заваривания, если пользовательский ввод соответствует выбору обычного режима заваривания.
Низкое содержание дитерпена в кофе может быть достигнуто путем снижения расхода воды, как описано ранее.
Способ 200 может быть лучше понят после ознакомления с нижеследующим иллюстративным примером, в котором порцию кофейного напитка готовят с использованием 10 г кофейных зерен и 50 мл воды. Для такого объема (50 мл) и массы кофейных зерен (10 г), а также с учетом вкусовых предпочтений пользователя определяют время заваривания, равное 20 с. В случае осуществления одноэтапного заваривания, используя уравнение 1, получим расход для указанного одноэтапного заваривания 2,5 мл/с.
Однако в этом примере реализованы два этапа заваривания, на каждом из которых используют 5 г кофейных зерен (другая часть) и 25 мл воды (часть). Время заваривания, равное 20 с, используют на обоих этапах заваривания. Таким образом, расход на каждом из указанных двух этапов заваривания составляет 1,25 мл/с.
В этом иллюстративном примере расход уменьшен вдвое по сравнению со случаем осуществления одноэтапного заваривания (2,5 мл/с). Вследствие применения более низких расходов, приводящих к уменьшению содержания дитерпена, например, кавеола и кафестола, при извлечении, порция кофейного напитка, полученная в этом примере, может иметь преимущество более низкого содержания дитерпена. Вкусовые характеристики порции кофейного напитка сравнимы с продуктом эквивалентного одноэтапного процесса заваривания, при этом другие ключевые параметры заваривания остаются неизменными.
На основе изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения специалисты в данной области техники смогут предложить и осуществить другие изменения раскрытых вариантов осуществления. В формуле изобретения термин «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а грамматические средства выражения единственного числа не исключают множество. Сам факт того, что некоторые средства изложены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация указанных средств не может быть использована для получения преимущества. Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие ее объем.