Способ и устройство для приготовления жидкого экстракта из вещества, содержащегося в емкости, с применением центробежных сил

Способ и устройство для приготовления жидкого экстракта из вещества, содержащегося в емкости, с применением центробежных сил

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для приготовления жидкого экстракта пропусканием воды через вещество, содержащееся в емкости, которая подвергается центрифугированию. Конкретнее, изобретение относится к приготовлению экстракта напитка, например кофе, и т.п.

Известно приготовление напитков, при котором смесь из заваренного кофе и кофейного порошка разделяется при использовании центробежных сил. Указанная смесь образуется при контакте жидкости, например горячей воды, и порошка кофе в течение определенного времени. В этом случае жидкость пропускают через сетчатый фильтр, на котором присутствует просеянный порошковый материал.

Согласно определенным способам приготовления напитка, например описанным в патенте GB 1506074, емкость имеет большое отверстие, чтобы в емкость можно было загрузить кофе. При этом способе приготовления напитка емкость заполняется жидкостью, и емкость приводится во вращение. Как правило, емкость заполняется жидкостью не в полном объеме, иначе жидкость могла бы просачиваться через большое отверстие, так как в маленьких отверстиях для выгрузки напитка создается градиент давления.

Патент ЕР 079713 относится к подобным центробежным устройствам с крышкой, которая сопрягается с фильтрующим элементом, создавая, таким образом, по существу закрытый фильтрующий элемент. Существует проблема, состоящая в том, что в емкости могут формироваться воздушные карманы, если в начале операции приготовления напитка воздух не может выходить достаточно быстро через фильтр и ограничивающий зазор. Воздушный карман может нарушить полное смачивание и/или экстракцию вещества и может привести к повышению давления жидкости в емкости при недостаточном объеме.

Документ WO 2006/112691 относится к другим центробежным устройствам, содержащим пазы для подачи смеси порошок/вода, которая поступает в пространство, находящееся между цилиндром и поршнем.

Одна из проблем центробежных устройств состоит в том, что ограничивается объем жидкости, заполняющей емкость, если в емкости остается слишком много газа. Поэтому в емкости могут присутствовать области, в которых ингредиенты не смачиваются должным образом. Соответственно, это отрицательно влияет на качество экстракции. В частности, если порошковые ингредиенты смочены не должным образом, наблюдается низкая степень экстракции выгружаемого напитка, т.е. небольшой общий сухой остаток («Тс»). Также, если в капсулу введено недостаточное количество жидкости, то потребуется завышенное центробежное давление, чтобы жидкость могла выйти из емкости, в связи с чем потребуется слишком высокая скорость вращения, чтобы заставить жидкий экстракт выходить из капсулы.

Кроме того, выпускные отверстия, выполненные в емкости, могут быть очень небольшими, и выпускной клапан может быть закрыт, в связи с чем весь объем газа не может выйти через эти отверстия или клапан полностью или своевременно.

Поэтому, одна из задач настоящего изобретения состоит в том, чтобы уравновесить выходящий поток газа и поток жидкости, входящей в центробежное устройство, чтобы могли быть решены проблемы с увлажнением ингредиентов в емкости и заливкой жидкости в емкость, и исключить чрезмерную скорость вращения.

Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить оптимизированный режим приготовления напитка при гарантии надлежащего увлажнения ингредиентов в емкости и при начале цикла экстракции по завершении должного увлажнения ингредиентов, чтобы добиться должной степени экстракции выгружаемого напитка.

Еще одна задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить чистый напиток и исключить утечку твердых частиц и/или жидкостей, которые могут испачкать и/или повредить устройство (например, при попадании в шарикоподшипник вращательных приводных средств).

В связи с этим настоящее изобретение относится к способу приготовления жидкого пищевого продукта пропусканием жидкости через вещество, содержащееся в емкости, с применением центробежных сил, в котором регулируется выпуск газа, содержащегося в емкости, когда емкость заполняется жидкостью.

Таким образом, согласно одному из основных принципов изобретения во время заполнения капсулы жидкостью должен обеспечиваться целенаправленный выпуск газа, благодаря чему емкость может быть заполнена жидкостью соответствующим образом для обеспечения надлежащего увлажнения ингредиентов перед процессом экстракции.

Предпочтительно регулируемый выпуск газа осуществляется по меньшей мере по одному специальному трубопроводу.

К тому же, регулировка выпуска газа может осуществляться различными средствами.

В одном из вариантов избирательная регулировка выпуска газа выполняется клапаном. Клапан может представлять собой клапан, который разработан, чтобы избирательно обеспечивать выход газа и задерживать жидкость, выходящую из емкости.

В том же самом варианте или в альтернативном варианте осуществления изобретения избирательная регулировка выхода газа выполняется посредством повышения скорости вращения емкости. В результате повышения скорости вращения в емкости возрастают центробежные силы, и начинается процесс жидкостной экстракции.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения трубопровод (трубопроводы) для выпуска газа может сообщаться с атмосферой без активного регулируемого клапана, т.е. клапана, для открытия и/или закрытия которого требуется прием сигнала.

Предпочтительно после того, как определенный объем жидкости поступил в емкость или по истечении заданного промежутка времени, трубопровод для выпуска газа закрывается клапаном и/или увеличивается скорость вращения.

С этой целью может быть предусмотрен регулируемый клапан, чтобы изменять отверстие для выхода газа. Поэтому, когда емкость, содержащая сухой порошок, начинает заполняться жидкостью, газ может выпускаться, и это происходит до тех пор, пока достаточное количество жидкости не заполнит емкость. Также может быть уменьшена вероятность утечки жидкости, поскольку выпуск газа может быть своевременно остановлен во избежание утечки жидкости или твердых частиц при выпуске газа, когда достаточный объем жидкости поступил в емкость.

В отдельном варианте осуществления изобретения определенный объем жидкости, заполняющей емкость, может быть измерен расходомером, установленным в контуре подачи жидкости к емкости. Как только заданный объем жидкости поступил в емкость, т.е. емкость по существу заполнена жидкостью, клапан закрывает трубопровод для выпуска газа и/или скорость вращения увеличивается, достигая требуемой скорости экстракции.

В одном из возможных вариантом осуществления изобретения трубопровод для выпуска газа закрывается, когда в верхней части емкости обнаружен заданный уровень жидкости или жидкость обнаружена вне емкости.

Например, жидкостной датчик может обнаружить в трубопроводе для выпуска газа наличие жидкости. Такой жидкостной датчик в трубопроводе, или на пути потока между емкостью и трубопроводом, или в верхней части самого емкости может обнаружить изменение электрических свойств флюида, например проводимости, емкости или сопротивления. Данные об электрических свойствах принимаются блоком управления, который в ответ активирует клапан на закрытие трубопровода для выпуска газа и/или увеличивает скорость вращения средств, которые приводят емкость во вращение.

В другом возможном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один трубопровод для выпуска газа может регулироваться клапаном, открывающимся и закрывающимся без вмешательства блока управления. Согласно одному примеру клапан регулируется на закрытие под действием центробежных сил. Клапан может принимать первое положение, открывая трубопровод для выпуска газа, когда центробежные силы, приложенные к нему, ниже заданного порогового значения, и клапан может принимать второе положение, закрывая трубопровод, когда центробежные силы превышают пороговое значение. В этом случае клапан в трубопроводе смещают относительно центральной оси, чтобы он мог воспринимать центробежные силы и закрытие клапана выполнялось автоматически при центрифугировании емкости с достаточной скоростью вращения. К примеру, клапан может представлять собой резиновый упругий элемент, деформируемый или отклоняемый в герметизированном основании трубопровода в результате центрифугирования.

Предпочтительнее газ удаляют при создании выхода для газа по существу по центральной оси вращения емкости. Предпочтительно центральное местоположение выхода для газа, так как в этой области центробежные силы, которые оказывают влияние на жидкость и которые могли бы создать утечку жидкости, являются минимальными. Под центральным местоположением подразумевается осевое местоположение, которое отдалено от центральной оси на расстояние, не превышающее 1/5 максимального радиуса емкости.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения трубопровод для выпуска газа введен в емкость, предпочтительно через мембранную крышку емкости. Поэтому, когда жидкость заполняет емкость, газ перед тем, как покинуть емкость, всасывается через входное отверстие в трубопровод для выпуска газа.

В другом варианте осуществления изобретения трубопровод для выпуска газа установлен снаружи емкости. Предпочтительно емкость имеет мембранную крышку, которая перфорирована, что дает возможность газу выходить из емкости и выпускаться через трубопровод, установленный над мембранной крышкой. В мембранной крышке могут быть выполнены перфорационные отверстия, которые служат выходными отверстиями для жидкости, находящейся в емкости, и обеспечивают возможность газу выходить из емкости к трубопроводу для выпуска газа.

Согласно одному из возможных аспектов изобретения выгрузка центрифугируемой жидкости из емкости не допускается, пока не будет достигнута достаточная центробежная скорость. В частности, поток центрифугируемой жидкости останавливается выпускным клапаном, формирующим пороговое давление, которое центрифугируемая жидкость должна преодолеть, чтобы выйти из емкости. Выпускной клапан установлен в периферийной области емкости. Выпускной клапан создает регулируемое пороговое давление, поэтому отпадает потребность в небольших отверстиях в емкости, которые могут быть заблокированы или закупорены. Однако клапан, который установлен со стороны выгрузки жидкости из емкости, также блокирует газ в емкости, который не может выйти при закрытии клапана. Поэтому согласно настоящему изобретению к выпускному клапану выше по ходу клапана необходимо подсоединить трубопровод (трубопроводы) для выпуска газа. Выпускной клапан предпочтительно разработан для обеспечения ограничения потока выгружаемой жидкости, который может увеличиваться с увеличением скорости вращения. Например, выпускной клапан представляет собой кольцевое ограничительное устройство, которое принудительно закрывается пружинными смещающими средствами.

Согласно другому аспекту изобретения газ, предпочтительно, выпускается во время фазы предварительного смачивания, в течение которой впрыскивается жидкость.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения обеспечиваются средства жидкостной селективной герметизации на границе раздела между средствами для впрыскивания жидкости и отверстием вращающегося зацепляющего емкость базового элемента, чтобы при заполнении емкости водой газ имел возможность выходить из емкости, а также и для того, чтобы препятствовать просачиванию воды на границе раздела.

В связи с этим в трубопроводе можно сформировать зазор, имеющий такую форму и/или такой размер, чтобы обеспечивался селективный выпуск флюида.

В частности, летучие соединения, например газ, могут пройти через зазор, тогда как жидкости, например вода или смесь воды и вещества, которые являются более вязкими, не могут пройти через зазор.

Зазор может продолжаться на достаточное расстояние по границе раздела, позволяющее полностью предотвратить прохождение жидкости через зазор. В частности, зазор может иметь длину по меньшей мере 10 мм, предпочтительнее - более 10 мм. Толщина зазора может составлять примерно от 0,1 до 1,0 мм.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения зазор создан нарезкой спиральной резьбы на вращающемся зацепляющем емкость базовом элементе. Нарезка резьбы создает длинный спиральный проход для флюида, который благодаря вращательному движению относительно водяного инжектора имеет тенденцию отталкивать жидкость обратно в направлении емкости.

Предпочтительнее в контуре для жидкости выше по ходу водяного инжектора предусмотрены средства подачи воды, обеспечивающие подачу воду через водяной инжектор под относительно низким давлением. Средства подачи воды могут быть нагнетательным насосом, например центробежным насосом, диафрагменным насосом, гравитационным насосом или перистальтическим насосом, к примеру поршневым насосом. Насос может быть предназначен для заполнения сосуда водой при относительном отсутствии положительного давления, превышающего атмосферное давление. Средства подачи воды под давлением работают так, чтобы жидкости не придавался импульс, достаточный для прохождения динамических герметизирующих средств. Фактически динамическая герметизация обеспечивает приложение большего импульса к жидкости, чтобы противостоять импульсу, создаваемому средствами подачи воды, которая оказывает давление в зазоре.

Кроме того, между вращающимся зацепляющим емкость базовым элементом и входной стенкой емкости могут быть установлены средства контактного уплотнения. Предпочтительно контактное уплотнение обеспечивает осевую герметизацию на поверхности емкости. Средства контактного уплотнения обеспечивают, что между емкостью и вращающимся зацепляющим емкость базовым элементом под действием центробежных сил не может циркулировать какая-либо жидкость, которая, байпасируя центрифугируемый поток в емкости, может разбавить напиток.

Предпочтительно средства контактного уплотнения представляют собой резиновый упругий элемент, например, резиновое или силиконовое уплотнительное кольцо, формирующее осевую герметизацию.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения средства контактного уплотнения установлены непосредственно вокруг водяного инжектора. В результате предотвращается выход жидкости через перфорированные выходные отверстия и в месте контакта с внешней поверхностью сосуда. Когда устройство открыто и емкость удалена из устройства, имеется небольшое количество остаточной жидкости, например горячей воды в устройстве, которая может капать нерегулируемым образом.

Согласно определенному аспекту изобретения вращающийся зацепляющий емкость базовый элемент содержит по меньшей мере один перфорирующий элемент, который установлен по периферии базового элемента, чтобы проколоть по меньшей мере одно выходное отверстие в стенке емкости. Предпочтительнее вращающийся базовый элемент содержит несколько перфорирующих элементов, равномерно размещенных по периферии зацепляющего емкость базового элемента.

Вращающийся базовый элемент может иметь форму диска, который прикладывает контактное давление к стенке емкости во время закрытия устройства над емкостью. Благодаря приложению контактного давления перфорирующие элементы могут прокалывать выходные отверстия в емкости, чтобы напиток мог выходить из емкости.

В другом аспекте изобретения вращающийся зацепляющий емкость базовый элемент содержит упруго смещаемый клапан, который открывается при определенном пороговом давлении, создаваемом центрифугируемой жидкостью, выходящей из емкости.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается способ приготовления жидкого пищевого продукта пропусканием жидкости через вещество, содержащееся в емкости, с применением центробежных сил, причем способ включает фазу предварительного смачивания, во время которой емкость заполняется жидкостью и емкость вращается с первой скоростью, и включает фазу экстракции, во время которой емкость продолжает заполняться жидкостью и вращается со второй скоростью, превышающей первую скорость вращения.

Предпочтительно вторая скорость вращения повышается в соответствии с уровнем жидкости, заполняющей емкость. В частности, вторая скорость вращения повышается, когда обнаруживается, что уровень жидкости соответствует заданному уровню заполнения емкости. Уровень заполнения емкости может быть определен непосредственно жидкостным датчиком или косвенно при измерении объема жидкости, подаваемой в емкость.

Термин «предварительное смачивание» относится к фазе, во время которой жидкость непосредственно в емкости перемешивается с ингредиентами до центрифугирования, побуждающего жидкий экстракт выходить из емкости со стороны выгрузки, например при открытии выпускного клапана.

Термин «экстракция» относится к фазе, при которой жидкость проходит через ингредиенты и выгружается из емкости под действием центробежных сил. В контексте вариантов осуществления изобретения может потребоваться достаточная скорость вращения емкости, чтобы обеспечить выгрузку жидкости.

Во время предварительного смачивания скорость вращения емкости может быть более низкой, чем во время экстракции. Во время предварительного смачивания емкость может оставаться неподвижной или совершать колебательные движения.

Следует отметить, что предварительное смачивание вещества, в частности молотого кофе, обеспечивает улучшенную экстракцию и, следовательно, улучшенный вкус и аромат напитка. Во время этой фазы, предпочтительно, поддерживается достаточно низкая скорость вращения емкости, чтобы жидкий экстракт оставался в емкости и полностью смешался с веществом. Когда емкость заполняется жидкостью и емкость вращается медленно и газ имеет возможность выходить так, чтобы, по меньшей мере, существенное количество газа, содержавшегося в емкости, было удалено и оставалось достаточно места для жидкости, заполняющей емкость и смешивающейся с веществом.

В отдельном варианте осуществления изобретения газ выходит, по меньшей мере, через один трубопровод, кроме первого трубопровода для жидкости, подающего жидкость в емкость. В отдельном варианте осуществления изобретения трубопровод для выпуска газа установлен концентрически относительно упомянутого первого трубопровода для впрыскивания жидкости. Трубопровод для подачи жидкости может представлять собой полую иглу, которая перфорирует мембранную крышку емкости. Трубопровод для подачи жидкости может быть центрирован относительно оси вращения.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения после выпуска газа из емкости жидкость может также быть введена в емкость через трубопровод для газа. Поэтому после завершения выпуска газа жидкость может быть введена в емкость как через трубопровод для жидкости, так и через трубопровод для газа. В этом случае имеется преимущество, заключающееся в том, что газовый трубопровод может быть промыт от возможных твердых частиц, которые могли войти в трубопровод для газа при выпуске газа.

Способ в соответствии с изобретением может дополнительно включать фазу центробежной сушки вещества, остающегося в емкости после фазы экстракции. Во время фазы центробежной сушки может использоваться трубопровод для газа, чтобы введением воздуха в емкость для замещения жидкости, выгружаемой со стороны выгрузки емкости, обеспечить равновесие давления в емкости. В частности, в трубопроводе для газа посредством регулировочного клапана можно установить атмосферное давление. При равновесии давления не происходит деформация емкости, что могло бы произойти под относительным вакуумом.

Настоящее изобретение также относится к промышленному устройству для производства напитков при приготовлении жидкого экстракта пропусканием жидкости через пищевой продукт, содержащийся в емкости, при центрифугировании емкости, содержащему:

- средства впрыскивания жидкости для заполнения жидкостью емкость,

- средства приведения емкости во вращение по меньшей мере с одной центробежной скоростью,

- средства периферийной выгрузки, чтобы обеспечить выгрузку жидкого экстракта из емкости при упомянутой центробежной скорости,

причем устройство содержит специальные средства выпуска газа, сформированные, чтобы удалять газ из емкости, когда емкость заполняется жидкостью.

Средства выпуска газа могут содержать специальный трубопровод для выпуска газа, который отделен от основного трубопровода для подачи жидкости, например, чтобы внутренний объем емкости во время подачи жидкости в емкость был соединен с атмосферой.

Устройство, предпочтительно, содержит средства регулировки скорости, позволяющие повышать скорость вращения приводных средств для изменения режима приготовления напитка от фазы предварительного смачивания к фазе экстракции.

Устройство, предпочтительно, содержит средства определения уровня жидкости, заполняющей емкость. Фактически эти средства, определяющие уровень заполняющей жидкости, дают возможность скоординировать начало фазы экстракции после фазы увлажнения и, следовательно, обеспечить достижение надлежащих экстракционных свойств выгружаемой жидкости, например кофейного напитка с надлежащим Тс.

К тому же, клапан далее может быть соединен по меньшей мере с одним трубопроводом для выпуска газа, чтобы обеспечить избирательный регулируемый выпуск газа.

В одном из вариантов осуществления изобретения средства выпуска газа содержат по меньшей мере один трубопровод для выпуска газа, соединенный с регулируемым клапаном, позволяющим регулировать время поддержания трубопровода для выпуска газа открытым при заполнении емкости жидкостью через отдельный трубопровод для подачи жидкости.

В другом варианте осуществления изобретения трубопровод для выпуска газа сообщается с атмосферой без клапана.

В отдельном варианте осуществления изобретения трубопровод для выпуска газа вставлен в емкость и его входное отверстие находится в емкости.

В другом варианте осуществления изобретения входное отверстие трубопровода для выпуска газа находится вне емкости и, предпочтительно, выше емкости, в частности выше крышки емкости.

Конкретнее, трубопровод для выпуска газа регулируется, чтобы открываться во время фазы предварительного смачивания, при которой жидкость впрыскивается в емкость, и скорость вращения емкости ниже центробежной скорости, при которой жидкий экстракт выгружается из емкости через средства выгрузки под действием центробежных сил. Поэтому клапан может поддерживать трубопровод для газа открытым во время фазы предварительного смачивания. Затем клапан может регулироваться на закрытие после того, как заданный объем жидкости заполнил емкость, или по истечении заданного промежутка времени. Например, устройство может содержать расходомер, определяющий объем жидкости, поступающей в емкость. Расходомер может подать сигнал блоку управления, например, в форме импульсов, которые подсчитываются блоком управления устройства. При достижении заданного количества импульсов клапан закрывает трубопровод для выпуска газа из емкости.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения в устройстве для регулировки содержится прибор обнаружения жидкости, чтобы определить максимальный уровень жидкости в емкости или снаружи емкости. Прибор обнаружения жидкости может содержать, например, датчики электрического сопротивления, индуктивные или емкостные датчики. Датчики могут быть помещены, к примеру, в трубопроводе для выпуска газа или между трубопроводом и емкостью, например выше крышки емкости. Блок управления обеспечивает повышение скорости вращения и/или активацию клапана в зависимости от изменения обнаруженного объема газа или жидкости в местоположении датчиков. Например, когда скорость вращения превышает заданную величину, соответствующую достаточным центробежным силам, действующим в емкости, через средства выгрузки начинается выгрузка экстрагированной жидкости. При этом выпускной клапан открывается, позволяя жидкости выгружаться или извлекаться из емкости. Поскольку предварительно был обнаружен требуемый уровень жидкости, обеспечивающий смачивание ингредиентов в емкости должным образом, может происходить экстракция.

Трубопровод для подачи жидкости может быть соединен с герметизирующим элементом, который обеспечивает уплотнение на границе раздела между трубопроводом и крышкой емкости, например верхней мембраной емкости. Благодаря этому предотвращается просачивание жидкости в основании трубопровода для подачи жидкости и обеспечивается принудительное перемещение вещества в емкости для лучшего увлажнения ингредиентов, например частиц кофе.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения клапан является регулируемым/контролируемым, чтобы была возможность переключить трубопровод для газа на подачу жидкости и обеспечить подачу жидкости в емкость через трубопровод для выпуска газа после того, как газ был выпущен из емкости. Поэтому закрытие трубопровода для газа выполняется переключением клапана из положения для выхода газа через трубопровод в положение для подачи жидкости. Таким образом, трубопровод для выпуска газа, в дополнение к основному трубопроводу для жидкости, может обеспечить подачу жидкости в емкость. В результате, во время фазы центрифугирования, когда скорость вращения емкости выше, чем во время фазы предварительного смачивания, расход жидкости, подаваемой в емкость, может быть значительно увеличен. При этом трубопровод для газа может промываться от твердых частиц, которые могут попасть в трубопровод во время первой фазы.

Кроме того, клапан может быть сформирован таким образом, чтобы соединять трубопровод для газа с атмосферой во время фазы центробежной сушки после завершения фазы экстракции. Во время фазы центробежной сушки средства подачи жидкости прекращается и поддерживается высокая скорость средств, приводящих во вращение емкость, чтобы жидкость имела возможность выходить из емкости со стороны периферийной выгрузки.

В отдельном варианте осуществления изобретения трубопровод для газа может быть установлен концентрически относительно трубопровода для подачи жидкости в емкость.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения периферийные средства выгрузки включают ограничительный клапан для регулировки потока выгружаемой жидкости. Ограничительный клапан срабатывает, предпочтительно, на открытие, когда достигается определенное центробежное давление выгружаемой жидкости на клапан при повышении скорости вращения во время фазы экстракции. Ограничительный клапан имеет, предпочтительно, кольцевые запорные средства и пружинные смещающие средства для преодоления сопротивления жидкости, выходящей под давлением из емкости.

В другом аспекте изобретение также относится к емкости, содержащей фильтр, который препятствует выносу твердых частиц при выпуске газа. Фильтр может быть размещен таким образом, чтобы емкость была разделена по меньшей мере на два объема, в одном из которых содержатся ингредиенты пищевого продукта. Фактически, существенную проблему могут создать твердые частицы, которые препятствуют выходу потока газа из емкости. Фильтр, предпочтительно, содержит отверстия и/или щели, диаметр или ширина которых составляет менее 250 мкм. Фильтр может быть неотъемлемой частью емкости, например пористым пластмассовым участком или сеткой, также может быть изготовлен из тканного или нетканого материала или фильтровальной бумаги.

Кроме того, емкость до введения в устройство может представлять собой герметично закрытую капсулу. Капсула может содержать пищевой продукт, защищенный инертным газом, например СО₂ и/или азотом.

Поэтому изобретение также относится к капсуле, обеспечивающей получение более чистого напитка по сравнению с «открытым» устройством и позволяющей лучше регулировать качество выпущенного жидкого экстракта. Капсула может быть закрыта пленкой, которая протыкается перфорирующими элементами устройства для обеспечения входных и выходных отверстий для жидкости.

Капсула может содержать внутренний фильтрующий участок, предотвращающий выход твердых частиц из капсулы через входное отверстие для жидкости, например, через проткнутое входное отверстие в капсуле. Этот первый фильтрующий участок находится, предпочтительно, в центральной части капсулы.

Капсула может также содержать второй фильтрующий участок, предотвращающий выход твердых частиц через выходные отверстия для жидкости, например через проткнутые выходные отверстия в капсуле. Этот второй фильтрующий участок находится, предпочтительно, в периферийной области капсулы. Фильтрующие участки могут быть частью одной и той же внутренней крышки, вставленной в чашкообразный корпус капсулы. Первый и второй фильтрующие участки могут также быть частью отдельных элементов капсулы.

Капсула может вмещать ингредиенты напитка, такие как молотый кофе, листовой чай, быстрорастворимый кофе, быстрорастворимый чай, травяной чай, какао, молоко, молочный порошок, пищевые ингредиенты и их сочетания.

Чтобы избежать ненужных повторений в настоящей заявке на изобретение все упомянутые особенности, относящиеся к способу согласно настоящему изобретению, могут также относиться к устройству и наоборот.

Изобретение более подробно будет описываться ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 - схематичный общий вид устройства согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - схематичный вид части устройства согласно настоящему изобретению.

Фиг.3 - схематичный вид части устройства согласно второму варианту осуществления изобретения во время фазы предварительного смачивания при выпуске газа.

Фиг.4 - схематичный вид части устройства согласно изобретению во время последующей фазы экстракции.

Фиг.5 - схематичный вид части устройства согласно изобретению во время центробежной сушки на заключительной фазе процесса.

Фиг.6 - вид внутренней крышки емкости согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Фиг.7 - перфорирующая деталь средств впрыскивания жидкости в устройстве согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг.8 - вид в разрезе устройства согласно другому варианту осуществления изобретения при выпуске газа.

Фиг.9 - детализированный вид устройства в разрезе согласно еще одному варианту осуществления изобретения во время фазы предварительного смачивания.

Фиг.10 - детализированный вид устройства в разрезе, представленного на фиг.9, во время фазы экстракции.

Фиг.11 - вид в перспективе устройства для приготовления напитка согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг.12 - вид в разрезе по линии А-А устройства, представленного на фиг.11.

Фиг.13 - вид устройства согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, детальный и частичный вид устройства, представленного на фиг.12, в частности конфигурация емкости и подсборка для впрыскивания.

Фиг.14 - увеличенный вид устройства, представленного на фиг.13, в частности вид динамических средств уплотнения.

Как видно на фиг.1, центробежное устройство согласно настоящему изобретению содержит центробежный блок 2, в который помещают центробежную емкость 3. Центробежная емкость 3 может быть капсулой одноразового использования, которая содержит порционные ингредиенты пищевого продукта, например порцию обжаренного и молотого кофе. До введения в блок капсула, предпочтительно, является герметичной, газонепроницаемой, обеспечивающей поддержание свежести содержащихся в ней ингредиентов пищевого продукта. Альтернативно центробежная емкость 3 может быть пополняемой емкостью центробежного блока 2.

Центробежный блок 2 соединен с приводными средствами 5, которые содержат электрический двигатель и приводной вал. Приводные средства 5 предназначены для вращения вращающегося барабана центробежного блока вокруг оси вращения А и, таким образом, центробежная емкость 3 помещена во вращающийся барабан центробежного блока 2 и вращается вокруг той же оси. Следует отметить, что часть вращающегося барабана или весь вращающийся барабан может служить емкостью, в частности, когда емкость не является конкретно капсулой одноразового использования, а является пополняемой частью устройства.

Кроме того, центробежный блок 2 также содержит накопительную часть и разгрузочную трубку 35, через которую приготовленный напиток должен выгружаться в сосуд 48, например чашку или кружку, помещенную, к примеру, ниже разгрузочной трубки.

Кроме того, устройство содержит средства подачи жидкости, которые включают водный резервуар 6 и контур 4 для жидкости. Резервуар 6, предпочтительно, содержит средства 31 для нагрева воды. Средства 31 нагрева могут представлять собой нагревательную спираль. Средства нагрева воды также могут быть снабжены термоблоком в контуре 4 для жидкости и помещены ниже по ходу относительно водного резервуара 6.

Кроме того, средства подачи жидкости содержат насос 7, соединенный с резервуаром 6. Насос 7 является, предпочтительно, центробежным насосом. К тому же, насос 7 соединен с центробежным блоком 2 посредством контура 4 для жидкости.

Предпочтительно насос 7 является, насосом низкого давления, который обеспечивает подачу к емкости 3 достаточного количества жидкости. К тому же, центробежная емкость во время работы устройства действует как центробежный насос, засасывая воду из средств подачи жидкости.

В центробежном блоке предусмотрен выпускной клапан 19 для жидкости, обеспечивающий ограничение потока центрифугируемой жидкости, которая покидает емкость 3, до поступления в накопительную часть блока. Выпускной клапан 19 позволяет увеличить время пребывания жидкости в емкости, благодаря чему улучшается экстракция, в частности кофе. Кроме того, поток значительно ускоряется под действием больших вращающих сил, необходимых, чтобы поток мог проходить через выпускной клапан. В результате на поверхности напитка может быть получена хорошая пенка или крема. Предпочтительно выпускной клапан открывается, образуя кольцевой зазор для потока и давая возможность центрифугируемой жидкости выходить из емкости, когда в клапане достигается определенное пороговое давление жидкости. С этой целью клапан 19 содержит упругие смещающиеся средства 27, противодействующие давлению центрифугируемой жидкости до достижения заданного давления. Кроме того, нагрузка на клапан может быть выполнена регулируемой посредством нагружающих средств 50, чтобы клапан открывался при определенном пороговом давлении. Например, нагружающие средства 50 действуют на упругие смещающиеся средства 27 для изменения предварительной нагрузки, приложенной к клапану 19. Поэтому, чем сильнее упругие средства предварительно напряжены под действием сжимающего давления нагружающих средств 50, тем выше должно быть давление жидкости, необходимое для преодоления усилия клапана, чтобы поддерживался соответствующий расход жидкости, и, соответственно, тем выше должна быть скорость вращения емкости. В результате уровень пены или крема на поверхности кофе может регулироваться при регулировке нагрузки на клапан 19.

В контуре 4 для жидкости между средствами подачи жидкости и центробежным блоком 2 предусмотрены средства 8 измерения расхода жидкости. Средствами 8 измерения являются, например, импульсно-кодированный турбинный расходомер, который генерирует электрические сигналы 10 в виде импульсов. Поэтому период генерированных импульсов, предпочтительно, пропорционален скорости потока жидкости в контуре 4 для жидкости.

Кроме того, устройство содержит средства 9 регулировки, которые включают вычислительное устройство 11, центральный контроллер 12, к примеру, пропорционально-интегрально-дифференциальный (PID) контроллер, способный обеспечить контур регулирования механизма обратной связи и настройку интерфейса 13. Средства регулировки соединены с