Способ получения кофейного напитка путем центрифугирования в устройстве для приготовления напитков

Способ получения кофейного напитка путем центрифугирования в устройстве для приготовления напитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу получения кофейного напитка путем центрифугирования.

Традиционный способ экстракции для приготовления крепких кофейных напитков, таких как ристретто или эспрессо, заключается в подаче воды под высоким давлением с одной стороны замкнутой области, в которой содержится молотый кофейный порошок, и извлечении экстракта кофе с противоположной стороны этой области. Такой способ позволяет получать кофейные напитки, обладающие насыщенным ароматом и глубиной вкуса, которые особенно нравятся ценителям кофе.

Другие способы заключаются в заваривании некрепкого кофе при низком давлении или под действием гравитации, как, например, при использовании капельных кофеварок. Использование низкого давления при экстракции придает кофе менее насыщенный аромат, поэтому, если в кофеварку не загрузить избыточное количество кофейного порошка, то часто кофе получается водянистым, имеет слабый аромат, низкие вкусовые качества и, как правило, небольшое количество пенки.

Из-за низкого давления капельный способ приготовления кофе не используется для приготовления крепких кофейных напитков, поскольку он не позволяет получать достаточную крепость, вкус, насыщенный аромат и «крему».

Также известно приготовление кофе путем центрифугирования. Принцип преимущественно заключается в помещении молотого кофе в емкость, подачу в емкость жидкости и вращение емкости с высокой скоростью для обеспечения взаимодействия жидкости с порошком при одновременном создании градиента давления жидкости в емкости: указанное давление постепенно увеличивается от центра к краю емкости. По мере прохождения жидкости через слой кофе происходит экстракция кофейных компонентов и образуется жидкий экстракт, который вытекает наружу у края емкости.

Проблема, возникающая при использовании известных способов центрифугирования кофе, заключается в неравномерном взаимодействии между жидкостью и кофе, что отрицательно влияет на качество экстрагируемого кофе. В частности, жидкость может неравномерно смачивать кофе, вода может создавать предпочтительный путь течения в кофейном порошке, в емкости с кофе могут образовываться водяные карманы и т.п. В результате этого переход твердых частиц кофе в жидкость может происходить неоптимально. Также могут теряться вкус кофе и насыщенность аромата. Особенно остро подобная проблема возникает при приготовлении путем центрифугирования крепких кофейных напитков, таких как ристретто или эспрессо, поскольку потеря качества кофе (крепости, аромата/вкуса, «крема» и т.п.) у них обычно более заметна, чем у некрепкого кофе (лунго или американо).

В документе WO 2008/148834 описана капсула для устройства приготовления напитков, использующего центробежные силы с целью экстракции напитка из этой капсулы. Например, капсула может содержать 6,5 г кофейного порошка с размером частиц 260 микрон. Капсула вращается со скоростью около 8000 об/мин, а расход жидкости составляет примерно 2 грамма в секунду.

Существует потребность в получении крепкого кофе улучшенного качества, в частности, интенсивность аромата и глубина вкуса которого соответствуют качеству кофе, получаемого при приготовлении традиционным способом. Настоящее изобретение направлено на решение данной проблемы.

Также существует потребность в получении ряда кофейных напитков при помощи единого способа, позволяющего улучшить качество кофе. В частности, существует потребность в улучшении качества экстракции кофейных напитков разного типа, например, крепкого, средней крепости и/или некрепкого кофе при одновременном сокращении недостатков известных способов.

Также существует потребность в улучшении «кремы» сверху кофейного напитка.

Первым объектом изобретения является способ получения крепкого кофе из капсулы, содержащей кофейный порошок, включающий в себя подготовку капсулы, содержащей от 5,0 до 8,5 г молотого кофейного порошка; впрыскивание в капсулу жидкости для ее взаимодействия с кофейным порошком и центрифугирование капсулы в устройстве для приготовления напитков для извлечения из нее за счет действия центробежных сил жидкого экстракта кофе; и сбор полученного экстракта кофе, при этом экстракцию жидкого экстракта кофе осуществляют путем вращения капсулы со скоростью в диапазоне от 2500 до 7500 об/мин.

Предпочтительно экстракцию жидкого экстракта кофе осуществляют путем вращения капсулы со скоростью в диапазоне от 2500 до 5000 об/мин. Наиболее предпочтительно скорость находится в диапазоне от 3500 до 4500 об/мин.

Вторым объектом изобретения является капсула, предназначенная для приготовления экстракта кофе, предпочтительно крепкого, путем ее центрифугирования в устройстве для приготовления напитков. Капсула содержит корпус, ободок и верхнюю стенку и вмещает в себя от 4 до 15 г кофейного порошка, предпочтительно - от 5 до 8,5 г, а наиболее предпочтительно - от 7 до 8 г, при этом размер (D_4,3) частиц кофейного порошка находится в диапазоне от 160 до 400 мкм, предпочтительно от 160 до 255 мкм; полезный объем капсулы для вмещения кофейного порошка и газа составляет от 18 до 28 мл, предпочтительно около 24±1 мл; а ободок капсулы имеет кольцевую клапанную часть (8) толщиной от 1,0 до 3,5 мм, предпочтительно от 1,2 до 2,8 мм.

Третьим объектом изобретения является способ получения жидкого экстракта кофе заданного объема из капсулы, содержащей кофейный порошок, в устройстве для приготовления напитков путем впрыскивания жидкости, взаимодействующей с кофейным порошком, центрифугирования капсулы в устройстве для приготовления напитков для извлечения из нее за счет действия центробежных сил жидкого экстракта кофе и сбора полученного жидкого экстракта. Способ включает в себя этапы, на которых:

- выбирают капсулу из набора капсул, содержащих разные порции молотого кофе, каждая из которых соответствует определенному объему получаемого жидкого экстракта кофе;

- вращают капсулу в устройстве для экстракции жидкого экстракта кофе;

- регулируют объем жидкого экстракта, получаемого из капсулы,

в котором скорость вращения во время экстракции регулируют в диапазоне скоростей вращения от 500 до 7500 об/мин, а расход жидкости изменяют в зависимости от объема жидкого экстракта кофе и/или от размера капсулы из набора и/или от порции кофейного порошка, содержащегося в капсуле.

Четвертым объектом изобретения является способ получения жидкого экстракта кофе из капсулы, содержащей кофейный порошок, в устройстве для приготовления напитков путем впрыскивания жидкости, взаимодействующей с кофейным порошком, центрифугирования капсулы в устройстве для приготовления напитков для извлечения из нее за счет действия центробежных сил жидкого экстракта кофе и сбора полученного жидкого экстракта. Способ включает в себя этапы, на которых:

- выбирают капсулу из набора капсул, содержащих разные порции молотого кофе, каждая из которых соответствует определенному объему получаемого жидкого экстракта кофе;

- вращают капсулу в устройстве для экстракции жидкого экстракта кофе;

- регулируют объем жидкого экстракта, получаемого из капсулы,

в котором расход жидкости уменьшают при уменьшении объема жидкого экстракта кофе и/или размера капсулы из набора и/или порции кофейного порошка, содержащегося в капсуле.

Пятым объектом изобретения является способ получения жидкого экстракта кофе с кремой из капсулы, содержащей кофейный порошок, путем впрыскивания в капсулу жидкости, взаимодействующей с кофейным порошком, центрифугирования капсулы в устройстве для приготовления напитков для извлечения за счет действия центробежных сил жидкого экстракта кофе, который вылетает из капсулы через ограничитель потока напротив отражательной стенки, и сбора и раздачи указанного экстракта из устройства, в котором дальность полета составляет от 0,3 до 10 мм.

Шестым объектом изобретения является способ получения жидкого экстракта кофе с кремой из капсулы, содержащей кофейный порошок, путем впрыскивания в капсулу жидкости, взаимодействующей с кофейным порошком, центрифугирования капсулы в устройстве для приготовления напитков для извлечения за счет действия центробежных сил жидкого экстракта кофе, который вылетает из капсулы напротив отражательной стенки, и сбора и раздачи указанного экстракта из устройства, в котором экстракцию жидкого экстракта кофе достигают за счет вращения капсулы в заданном диапазоне скоростей, а дальность полета меняют в зависимости от объема получаемого жидкого экстракта кофе, и/или от размера капсулы, и/или от порции кофейного порошка, содержащегося в капсуле.

Седьмым объектом изобретения является способ приготовления кофейного напитка путем центрифугирования в устройстве для приготовления напитков, которое выполнено с возможностью осуществления следующих операций:

- подачи жидкости в помещенную в устройство емкость, содержащую сухой кофейный порошок,

- вращение емкости с определенной скоростью или в определенном диапазоне скоростей для обеспечения экстракции жидкого экстракта кофе у периферии емкости,

- сбор жидкого экстракта кофе,

в котором перед подачей жидкости в емкость осуществляют этап, на котором спрессовывают сухой кофе путем центрифугирования кофейного порошка, содержащегося внутри емкости в сухом состоянии («этап спрессовывания сухого кофе»).

В частности, емкость вращают таким образом, чтобы сухой кофейный порошок спрессовывался у окружной стенки емкости и оставлял проход для жидкости, подаваемой в центральную область емкости.

Установлено, что воздействие центробежных сил на сухой кофейный порошок в начале процесса приготовления напитка позволяет улучшить последующую экстракцию кофейной жидкости. В частности, подобная предварительная операция центрифугирования сухого порошка обеспечивает спрессовывание кофейного порошка в емкости перед подачей в емкость жидкости.

Степень спрессовывания сухого кофейного порошка в емкости на данном этапе можно регулировать за счет регулирования скорости и продолжительности вращения. Предпочтительно сухой кофе центрифугируют в емкости со скоростью не менее 500 об/мин в течение по меньшей мере 1 сек, предпочтительно, не менее 2 сек. Предпочтительно сухой кофе центрифугируют в емкости со скоростью не менее 2000 об/мин в течение по меньшей мере 2 сек, предпочтительно, по меньшей мере 3 сек. Наиболее предпочтительно вращение сухого кофейного порошка осуществляют со скоростью от 4500 до 10000 об/мин в течение от 4 до 10 сек, наиболее предпочтительно со скоростью около 8000 об/мин в течение около 6 сек.

Для сокращения продолжительности этапа прессовывания сухого кофе скорость вращения увеличивают. Скорость вращения на данном этапе предпочтительно увеличивают каждую секунду по меньшей мере на 500 об/мин, более предпочтительно каждую секунду по меньшей мере на 1000 об/мин, наиболее предпочтительно каждую секунду на величину в диапазоне от 1000 до 5000 об/мин.

Для обеспечения равномерного спрессовывания могут регулироваться другие параметры продукта, например степень помола кофе. В целом, степень помола частиц (D_4,3) предпочтительно находится в диапазоне от 100 до 1000 мкм; более предпочтительно - от 160 до 700 мкм.

Емкость приводится во вращение вокруг ее центральной оси приводом вращения узлом, подобно тому, который описан, например, в документах WO 2009/106598 или EP 09178382.9. В частности, привод вращения содержит электродвигатель, например роторный электродвигатель постоянного тока, а также средства сопряжения, предназначенные для сцепления с емкостью и приведения ее во вращательное движение вокруг ее центральной оси. Скорость вращения обычно регулируется путем измерения скорости вращения электродвигателя, например при помощи оптического датчика или датчика на эффекте Холла; измеренный датчиком сигнал, зависящий от скорости, принимается и обрабатывается блоком управления устройства для приготовления напитков.

Регулирование количества жидкости, подаваемой в емкость, осуществляется блоком управления устройства, которое включает и выключает насос в зависимости от разных этапов процесса приготовления напитка. Насос может быть любым соответствующим насосом для подачи воды, например, соленоидным насосом, диафрагменным насосом, шланговым насосом и т.п.Предпочтительно жидкость в насос подается из источника жидкости, являющегося частью устройства, например, из резервуара с водой. Объем жидкости, подаваемой в емкость во время приготовления, может измеряться расходомером, который передает данные измерений в блок управления.

Расходомер может быть расположен на любом соответствующем отрезке контура циркуляции текучей среды, например, по потоку после, рядом или внутри источника подачи жидкости.

Скорость вращения емкости также может регулироваться блоком управления для приведения количества жидкости, подаваемой в емкость, в соответствие с эталонным расходом жидкости. Для этого расход жидкости отслеживается блоком управления и сравнивается с эталонным расходом жидкости. После получения информации блок управления корректирует скорость вращения и работу насоса для поддержания расхода жидкости максимально приближенным к эталонному. Подобный принцип подробно описан в документе WO 2009/106598.

Предпочтительно этапа центрифугирования сухого кофе следует этап подачи жидкости в емкость для предварительного смачивания кофе («этап предварительного смачивания»). Во время данного этапа и перед экстракцией кофейной жидкости предпочтительно вращение прекращается или замедляется по сравнению с предшествующим этапом, т.е. этапом центрифугирования сухого кофе. Этап предварительного смачивания позволяет заполнять емкость жидкостью и обеспечивает распределение жидкости в кофейном порошке, в частности, от центральной части емкости. Емкость предпочтительно либо не вращается совсем, либо вращается с низкой скоростью, предпочтительно менее 250 об/мин, более предпочтительно - менее 100 об/мин. Следует избегать больших центробежных сил, поскольку это приводит к неравномерному распределению жидкости в кофейном порошке. Предпочтительно этап предварительного смачивания осуществляется при расходе жидкости примерно от 1 до 10 мл/сек, предпочтительно примерно 4-6 мл/сек.

Предпочтительно количество жидкости, подаваемой в емкость на этапе предварительного смачивания, увеличивается при увеличении количества содержащегося в емкости кофейного порошка. В емкость может помещаться разное количество кофейного порошка, например, 5, 6, 7 или 10 г и т.д., в зависимости от типа или объема приготовляемого кофейного напитка, поэтому процесс заключается в регулировании устройства таким образом, чтобы жидкость для предварительного смачивания подавалась в емкость пропорционально количеству порошка. За счет этого кофе всегда получается хорошо смоченным, независимо от разных используемых объемов кофе (например, ристретто, эспрессо, лунго и т.п.).

На этапе предварительного смачивания количество подаваемой в емкость жидкости, превышает количество содержащегося в емкости кофе от одного до 2 раз, предпочтительно от 1,35 до 1,75 раз. Наиболее предпочтительно количество жидкости, подаваемой в емкость, превышает количество кофе в 1,5 раза.

После предварительно смачивания кофейного порошка емкость снова вращают с высокой скоростью для создания в жидкости достаточной центробежной силы, начав тем самым экстракцию кофейной жидкости из капсулы. Обычно скорость вращения увеличивают до необходимой величины с целью осуществления экстракции после того, как емкость была заполнена определенным количеством воды. Предпочтительно на этапе экстракции жидкость продолжает подаваться в емкость до тех пор, пока количество заполняющей жидкости не достигнет заданного объема, соответствующего требуемому объему кофейного напитка.

Предпочтительно на этапе экстракции скорость вращения составляет от 2500 до 7000 об/мин, предпочтительно от 3000 до 4500 об/мин. Скорость может меняться в зависимости от количества содержащегося в емкости кофейного порошка, так чтобы при уменьшении количества порошка, расход также уменьшался. Скорость также регулируется в зависимости от противодавления, препятствующего выходу экстракта кофейной жидкости. Противодавление может создаваться за счет ограничителя потока, например, дроссельного клапана на периферии емкости, как это описано в документах WO 2009/106598 или EP 09178382.9. Скорость во время экстракции должна быть достаточной для того, чтобы обеспечивать проход кофейной жидкости через ограничитель потока, например, путем открытия клапана и прохождения через него жидкости. Задержку выхода жидкого экстракта кофе из емкости также можно установить при помощи дроссельного клапана до тех пор, пока скорость ни достигнет порогового значения, при котором происходит открытие дроссельного клапана. Согласно конкретному варианту осуществления изобретения дроссельный клапан образован частью ободка капсулы и прижимной частью устройства, которые упруго зацепляются при закрытии части ободка капсулы прижимной частью устройства за счет приложения к ней усилия упругим элементом (например, пружиной).

На этапе экстракции вращение емкости после прекращения подачи жидкости продолжается для обеспечения частичного или полного извлечения жидкости из емкости. На практике блок управления запрограммирован таким образом, чтобы он прекращал нагнетание жидкости насосом, но поддерживал вращение электродвигателя с достаточно высокой скоростью для продолжения извлечения кофейной жидкости из емкости. Следует отметить, что концентрация кофе в жидком экстракте уменьшается по мере осуществления экстракции из-за вымывания растворимых частиц кофе из слоя кофе. Предпочтительно скорость вращения при разгрузке капсулы составляет от 2500 до 8000 об/мин, предпочтительно от 3000 до 7000 об/мин.

Емкость, используемая в процессе согласно изобретению, может быть одноразовой капсулой подобно той, что описана в документах WO 2008/148604, WO 2008/148650, EP 09178382.9 или EP 10152158.1.

Капсула обычно содержит чашеобразный корпус и крышку, которая закрывает корпус. Крышка может быть перфорируемой мембраной, которая герметично закрывает корпус. Мембрана перфорируется при помещении капсулы в устройство с целью создания впускного отверстия для жидкости и/или выпускных отверстий для кофейной жидкости. Согласно другим вариантам капсула имеет крышку, в которой образуются выпускные отверстия для кофе под действием центробежной силы, создаваемой кофейной жидкостью по периферии капсулы, например, на гибком фланце. Согласно другим вариантам капсула может содержать верхнюю стенку с порами для жидкости, используемую в качестве крышки.

Как вариант, емкость может быть отсеком устройства, заполняемым молотым кофе из накопителя для кофе, например, резервуара для кофе, содержащегося в устройстве. Отсек может выниматься из устройства для упрощения загрузки порошкового кофе, подобно тому, как это, например, описано в документе FR 2712163. Согласно другому варианту кофе в отсек может поступать по трубопроводу, как это описано в документе WO 2006/112691.

Изобретение также относится к устройству для приготовления кофейного напитка, содержащему привод вращения, включающий в себя электродвигатель и средства его сопряжения с емкостью для приведения ее во вращение; средства подачи жидкости, включающие в себя жидкостной насос и форсунку для жидкости, выполненные с возможностью подачи жидкости в емкость по существу вдоль оси ее вращения; нагреватель для подогрева подаваемой жидкости и блок управления по меньшей мере электродвигателем и жидкостным насосом с целью осуществления описанного выше процесса.

Далее в качестве примеров будут рассмотрены варианты осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.

Объекты изобретения представлены в прилагаемой формуле изобретения.

Используемые в описании термины «кофейный порошок» или «сухой кофе», по существу, означают молотый кофе или молотый и обжаренный кофейный порошок.

Используемый в описании термин «жидкость» по существу означает растворяющее вещество, используемое для экстракции кофе, в основном, воду, более предпочтительно, горячую воду.

Используемый в описании термин «кофейная жидкость» или «кофе» (используемый отдельно), либо «жидкий экстракт», по существу, означают экстракт кофе в жидкой форме, который получается или может быть получен непосредственно из емкости или в устройстве после его сбора.

Термины «количество» или «порция», по существу, относятся к мере веса.

Используемые в описании термины «размер капсулы» или «объем» означают свободный объем капсулы, в который может помещаться кофейный порошок.

Используемый термин «крепкий кофе» означает жидкий экстракт кофе от 10 мл до 60 мл, в частности 25±3 мл для ристретто и 40±3 мл для эспрессо.

Используемый термин «средней крепости кофе» означает жидкий экстракт кофе от 60 до 120 мл, в частности 120±10 мл для кофе лунго.

Используемый термин «некрепкий кофе» означает жидкий экстракт кофе от 120 до 500 мл (в частности 230±10) мл для большой чашки кофе.

Используемые в описании термины «в диапазоне от x до y» или «от x до y» включают в себя предельные значения x и y.

Термин «расход жидкости» означает величину расхода жидкости (выражаемую в мл/сек), измеряемую расходомером, расположенным в контуре подачи жидкости устройства для приготовления напитков.

«Дальность полета» означает наикратчайшее расстояние, отделяющее крайнюю внешнюю точку (или линию) любой вращающейся поверхности, соприкасающейся с экстрактом жидкого кофе, от точки (или линии) отражательной поверхности устройства, расположенной перпендикулярно оси вращения капсулы в устройстве.

Термины «пороговая величина давления» или «противодавление» в отношении дроссельного клапана согласно изобретению относятся к давлению, прикладываемому подпружиненными средствами устройства к зацепляемому ободку капсулы, и выражаются в кг-сила/см².

Термин «экстракция кофе» относится к периоду экстракции, во время которого одновременно жидкость подается в капсулу, а жидкий экстракт кофе выходит из устройства для приготовления напитков.

В тексте настоящего описания, если не оговорено иначе, значения указаны с максимальной погрешностью в 5%.

Краткое описание чертежей

На фиг.1а-1с показаны различные емкости для приготовления кофейных напитков согласно вариантам осуществления изобретения, в частности, одноразовые капсулы разных размеров с разными высотами ободка, вид сбоку в поперечном разрезе;

на фиг.2 схематически показано устройство для центрифугирования, в которое вставлена капсула согласно изобретению и в котором противодавление создается подпружиненными средствами;

на фиг.3 показана предпочтительная схема процесса управления приготовлением кофейного напитка в устройстве, показанном на фиг.2;

на фиг.4 представлена сравнительная диаграмма, на которой показаны концентрации высоко-летучих ароматических веществ в экстракте кофе (в %) для традиционного способа заваривания под давлением и для способа центрифугирования согласно изобретению при разных скоростях вращения;

на фиг.5 представлена сравнительная диаграмма, на которой показаны концентрации высоко-летучих ароматических веществ в экстракте кофе (в %) для традиционного способа заваривания под давлением и для способа центрифугирования согласно изобретению при разных расходах жидкости;

на фиг.6 представлена сравнительная диаграмма, на которой показаны концентрации высоко-летучих ароматических веществ в экстракте кофе (в %) для традиционного способа заваривания под давлением и для способа центрифугирования согласно изобретению при разных весах капсул;

на фиг.7 представлена диаграмма, на которой показана концентрация высоколетучих ароматических веществ в экстракте кофе (в %) для традиционного способа заваривания под давлением в сравнении со способом оптимизированного центрифугирования согласно изобретению.

Осуществление изобретения

На фиг.1a, 1b и 1с показан набор емкостей согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, а именно набор одноразовых капсул 1А, 1В, 1С согласно изобретению. Предпочтительно капсулы содержат чашеобразный корпус 2, ободок 3 и верхнюю стенку в виде перфорируемой мембраны 4. Ободок имеет по существу кольцевую форму. Таким образом, мембрана 4 и корпус 2 образуют отсек 6, имеющий по существу закругленный контур и содержащий кофейный порошок. Как показано на фигурах, мембрана 4 предпочтительно прикреплена к внутренней кольцевой части R ободка 3, величина которой предпочтительно составляет от 1 до 5 мм. Мембрана 4 герметично соединена с ободком 3 корпуса (например, посредством сварного соединения).

Ободок 3 капсул предпочтительно выступает наружу в направлении, по существу перпендикулярном (как это показано) или слегка наклоненном относительно оси Z вращения капсулы 1 (фиг.2). Эта ось Z является осью вращения капсулы во время ее центрифугирования в заварочном устройстве.

Следует понимать, что показанный вариант осуществления изобретения является лишь типовым вариантом осуществления, а капсула 1, в частности, ее корпус 2 согласно изобретению может иметь иную форму.

Корпус 2 соответствующей капсулы имеет единую объемную выпуклую часть 5а, 5b, 5с различной глубины d1, d2, d3, соответственно. Капсулы 1А, 1В, 1С предпочтительно имеют разный объем, но одинаковый посадочный диаметр D для упрощения помещения в устройство для приготовления напитков. На фиг.1а показана капсула 1А малого объема, на фиг.1b - капсула 1В большего или среднего объема, а на фиг.1с - капсула 1С еще большего объема или капсула большого объема. В данном примере посадочный диаметр D определяется по линии пересечения нижней поверхности ободка 3 с верхней частью корпуса 2.

Корпус 2 капсул предпочтительно является жестким или полужестким. Он может быть изготовлен из пищевого пластика, например полипропилена, с газовым барьерным слоем, например из поливинилового спирта (ПВС) или подобного материала, либо из сплава алюминия, слоистого материала из пластика и алюминиевого сплава или биоразлагаемого материала, такого как растительные волокна, крахмал или целлюлоза, либо их комбинаций. Мембрана 4 может быть выполнена из более тонкого материала, такого как пластиковая пленка также с барьерным слоем (поливиниловый спирт (ПВС), SiOx и т.п.) или слоем из алюминиевого сплава, либо из комбинации пластика и алюминиевого сплава. Обычно мембрана 4 имеет толщину от 10 до 250 мкм. Мембрана перфорирована вдоль оси вращения с целью создания впускного отверстия для воды, как это будет рассмотрено далее. Кроме того, мембрана также имеет перфорируемую периферийную выпускную область или часть.

Вместо верхней мембраны 4 капсулы 1А, 1В, 1С также могут содержать фильтрующую стенку, либо жесткий или полужесткий элемент в виде крышки, который предпочтительно имеет форму диска из пластика с центральной частью, в которой выполнено впускное отверстие, обеспечивающее введение впрыскивающего воду элемента, а также периферийной выпускной частью с расположенными по окружности выпускными отверстиями. Между центральным впускным отверстием и периферийными выпускными отверстиями у мембраны или крышки предпочтительно находится непроницаемая промежуточная часть, препятствующая выходу жидкости из капсулы прежде, чем она достигнет периферии капсулы.

Различия по объему между малой и большой капсулой можно добиться, в частности, меняя глубину (d1, d2, d3) корпуса 2 капсулы из набора. В частности, глубина корпуса малой капсулы 1А меньше глубины корпуса больших капсул 1В, 1С.

Различия по полезному объему (или размеру) капсул позволяют заполнять их разным количеством кофейного порошка в зависимости от получаемого кофейного напитка. В целом, чем больше размер капсулы (т.е. чем больше глубина), тем большее количество кофейного порошка в нее помещается. Также, в целом, чем больше количество, тем больше получается экстракта кофе, а чем больше количество кофейного порошка, тем больше будет объем подаваемой в капсулу жидкости. Разумеется, количество кофе в капсуле одного и того же объема также может меняться, поэтому в этом случае предпочтительно использовать капсулу большого объема для всех типов приготовляемых напитков.

Капсула 1А малого объема предпочтительно содержит меньшую порцию кофейного порошка по сравнению с порцией, находящейся в капсулах 1В, 1С большего объема. Капсула 1В среднего объема также содержит меньшую порцию кофейного порошка по сравнению с порцией, находящейся в капсуле 1С большего объема. Другими словами, порция порошка предпочтительно увеличивается при увеличении размера капсулы.

Так, малая капсула 1А предпочтительно предназначена для приготовления в комбинации с подаваемой водой крепкого кофе и содержит порцию молотого кофе весом от 4 до 15 г, более предпочтительно от 5 до 8,5 г, наиболее предпочтительно от 7 до 8 г.

Средняя по размеру капсула 1В предпочтительно предназначена для приготовления в комбинации с подаваемой жидкостью средней крепости кофе. Капсула 1В для приготовления средней крепости кофе предпочтительно содержит порцию молотого кофе весом от 7 до 15 г, более предпочтительно от 8 до 12 г.

Самая большая капсула 1С предпочтительно предназначена для приготовления в комбинации с подаваемой жидкостью некрепкого кофе. Капсула 1С для приготовления некрепкого кофе может содержать порцию молотого кофе весом от 10 до 30 г, более предпочтительно от 12 до 15 г.

Кроме того, капсулы из набора могут содержать разные сорта обжаренного и молотого кофе и/или кофе разного происхождения и/или с разной степень обжарки и/или степенью помола (например, определяемой как средний размер частиц D_4,3). Кофейный порошок в емкости предпочтительно находится в сыпучем состоянии. Как это обычно бывает у порционного кофе, кофейный порошок может быть лишь немного спрессован перед закрытием капсулы крышкой.

В целях улучшения параметров экстракции для каждой капсулы выбирается степень помола. В частности малая капсула 1А предпочтительно наполняется молотым кофе со средним размером частиц D_4,3 в диапазоне от 50 до 600 мкм, более предпочтительно от 160 до 400 мкм. Любопытно отметить, что размер частиц для чашек крепкого кофе вполне можно уменьшить в отличие от традиционного способа приготовления, при котором в целях предотвращения засорения капсулы во время выхода кофейного экстракта минимальный размер частиц обычно составляет 220 мкм. Таким образом, согласно одному из вариантов осуществления способа капсула 1А наполняется молотым кофе со средним размером частиц в диапазоне от 160 до 255 мкм, более предпочтительно от 160 до 220 мкм.

Для среднего по крепости напитка, такого как лунго (120 мл), было с удивлением замечено, что более высокие вкусовые качества при дегустации отмечались при использовании кофейного порошка среднего помола, размером свыше 200 мкм, в частности, от 300 до 700 мкм. Разумеется, подобные результаты также зависят от сорта и обжарки, но, в целом, подобный предпочтительный диапазон позволяет получить более высокие результаты.

Как показано на фигурах 1а-1с, геометрическая форма ободка 3 может быть изменена для образования по меньшей мере одной клапанной части 8 толщиной h1, h2, h3, выполненной с возможностью зацепления с клапанным элементом устройства для приготовления напитков. Для этого ободок может иметь, например, L-образное поперечное сечение с кольцевым внешним выступом 8, проходящим в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой расположена мембрана 4. Толщина h1, h2, h3 ободка 3 (или клапанной части 8 упомянутого ободка) предпочтительно выбирается с учетом порции и/или характеристик вещества для приготовления напитка, находящегося в упомянутых капсулах 1А, 1В и 1С, для того, чтобы обеспечить регулировку противодавления, прикладываемого к капсуле, когда она закрывается специальным запирающим элементом 15 устройства для приготовления напитков. Ободок (в том числе его часть R) также может иметь по существу постоянную толщину для образования клапанной части 8 (см. например фиг.2). Толщина h1, h2, h3 ободка определяется как толщина ободка в осевом направлении (т.е. в направлении, параллельном оси капсулы) в его области с наибольшей толщиной. Путем определения противодавления и установки скорости вращения устройства во время экстракции кофе можно регулировать расход жидкости и, в итоге, влиять на параметры качества кофейного напитка.

В частности, для капсул, содержащих небольшое количество кофейного порошка, например, капсулы 1А для приготовления, например, кофейного напитка ристретто или эспрессо может быть желательным использовать более медленную экстракцию для обеспечения более высокой насыщенности кофе (например, поступления большего количества твердых частиц кофе в кофейный экстракт). Данные характеристики отличаются от подобных характеристик быстрой экстракции, которая может быть желательна для выхода напитка из капсул 1В и 1С, содержащих большую порцию кофейного порошка. В данном случае экстракция определяется как «более медленная» за счет обеспечения более медленного расхода жидкости во время экстракции кофе. Такой более медленный расход можно регулировать за счет вращения капсулы с меньшей скоростью и/или создания более высокого противодавления за счет дросселирования жидкого экстракта, выходящего из капсулы. Другими словами, чем меньше порция кофейного порошка, находящегося в капсуле, тем предпочтительно меньшим должен быть расход жидкости. Аналогичным образом, поскольку меньшая по размеру капсула содержит меньшую порцию кофе, то, чем меньше капсула, тем предпочтительно меньшим должен быть расход жидкости. Аналогичным образом, поскольку для получения крепкого кофейного напитка ободок предпочтительно имеет большую толщину, то, чем больше толщина, тем меньше будет расход жидкости.

Например, для небольшой по размеру капсулы, изображенной на фиг.1а, толщина h1 предпочтительно составляет от 1,5 до 3, 5 мм, более предпочтительно от 2,0 до 3,0 мм, а наиболее предпочтительно от 2,0 до 2,8 мм. Для больших по размеру капсул, изображенных на фиг.1b и 1с, толщины h2 и h3, соответственно, предпочтительно составляют соответственно от 0,8 до 2,5 мм, более предпочтительно от 0,8 до 2,0 мм, а наиболее предпочтительно - от 1,0 до 1,5 мм. Разумеется, указанные значения могут существенно отличаться в зависимости от конфигурации клапанных средств, в частности, содержащихся в устройстве.

Следует понимать, что толщина (h1, h2, h3) ободка 3, и соответственно высота кольцевого выступа 8 конкретной капсулы может быть изменена не только с учетом объема капсулы (т.е. полезного объема), но также и с учетом особенностей вещества для приготовления напитка, находящегося внутри капсулы (например, размера порции, плотности, состава и т.п.), таким образом, чтобы противодавление, создаваемое при сцеплении ободка 3 капсулы с частью клапана конкретного устройства, можно было корректировать до нужной величины. Толщина является фактическим расстоянием, позволяющим корректировать противодавление во время процесса экстракции напитка после помещения капсулы в устройство.

На фиг.2 в разрезе показано устройство для приготовления напитков в закрытом состоянии, являющееся частью системы согласно изобретению. Устройство содержит привод вращения, в том числе вращающийся держатель 10 капсулы, поворотный двигатель 27, соединенный с держателем 10 капсулы при помощи вала с осью Z вращения. Устройство также содержит накопитель 11, о который центрифугируемая жидкость ударяется и стекает через выпускное отверстие 12 для напитка.

Кроме того, устройство содержит средства 18 подачи жидкости с форсункой 13 для жидкости, которая может разрывать мембрану 4 капсулы 1 в ее центральной части и подавать жидкость (предпочтительно горячую воду) в капсулу. Средства 18 впрыскивания предпочтительно также содержат несколько перфорирующих средств 24 для проделывания выпускных отверстий, как это описано в документе WO 2008/148604. Соответственно, выпускные отверстия проделываются в кольцевой части мембраны 4 для того, чтобы экстрагируемый напиток мог выходить из капсулы 1 во время ее вращательного движения. Средства 18 подачи жидкости соединены с жидкостным ко