DE102021132207A1

DE102021132207A1 - Maschine und Verfahren zur Zubereitung eines Brühgetränkes

Info

Publication number: DE102021132207A1
Application number: DE102021132207.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Pahnke; Christopher zum Bruch
Original assignee: Melitta Single Portions GmbH and Co KG
Current assignee: Melitta Single Portions GmbH and Co KG
Priority date: 2021-12-07
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2023-06-07
Also published as: WO2023104445A1

Abstract

Eine Maschine (1) zur Zubereitung eines Brühgetränks umfasst eine Einrichtung zur Erzeugung von heißem Wasser, mit einem Zulauf (2) zur Ausgabe des heißen Wassers, einem Halter (4) für eine Portionspackung (6) mit einem Extraktionsmaterial (7), wobei der Halter (4) unter dem Zulauf (2) angeordnet ist, einer Steuerung und einer mit der Steuerung verbundenen Erkennungseinheit mit einem optischen Sensor, wobei der Brühvorgang abhängig von der Erfassung einer Farbänderung durch den optischen Sensor (10) steuerbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zubereitung eines Brühgetränkes, bei dem eine solche Farbänderung zur Steuerung des Brühvorganges eingesetzt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zur Zubereitung eines Brühgetränks mit einer Einrichtung zur Erzeugung von heißem Wasser, mit einem Zulauf zur Ausgabe des heißen Wassers, einem Halter für eine Portionspackung mit einem Extraktionsmaterial, wobei der Halter unter dem Zulauf angeordnet ist, einer Steuerung und einer mit der Steuerung verbundenen Erkennungseinheit mit einem optischen Sensor, und ein Verfahren zur Zubereitung eines Brühgetränks mit den folgenden Schritten: Einlegen einer Portionspackung mit einem Extraktionsmaterial in einen Halter einer Maschine zur Zubereitung eines Brühgetränkes, Öffnen der Portionspackung, Einleiten von heißem Wasser über einen Zulauf auf das Extraktionsmaterial in der Portionspackung zur Zubereitung eines Brühgetränkes.
Die WO 2019/141871 offenbart eine Portionspackung aus einem Behälter aus Filtermaterial, in dem ein Extraktionsmaterial angeordnet ist. Die Portionspackung kann in einer Maschine zur Zubereitung eines Brühgetränkes selbsttätig geöffnet werden, um dann heißes Wasser auf das Extraktionsmaterial in der Portionspackung aufzugeben. Für solche Portionspackungen ist es bekannt, eine Erkennungseinheit vorzusehen, damit ein bestimmter Typ einer Portionspackung erkannt wird, beispielsweise um die Brühmenge oder die Brühtemperatur oder andere Parameter bei der Getränkezubereitung einstellen zu können. Nachteilig bei der Zubereitung eines Brühgetränkes mit einer solchen Portionspackung ist, dass der Ablauf der einzelnen Verfahrensschritte bei der Zubereitung nur unzureichend erfasst wird. Beispielsweise kann bei mangelhafter Öffnung einen Zulauf von heißem Wasser erfolgen, ohne dass dieses das Extraktionsmaterial vollständig benetzt. Zudem können Fehler bei der Erkennung zu unerwünschten Programmabläufen führen, was auch die Verletzungsgefahr zum Beispiel durch undefiniertes Ableiten von heißem Wasser erhöhen kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maschine und ein Verfahren zur Zubereitung eines Brühgetränkes zu schaffen, die eine genauere Überwachung des Brühprozesses bei der Herstellung eines Brühgetränkes ermöglichen.
Diese Aufgabe wird mit einer Maschine mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine umfasst die Erkennungseinheit einen optischen Sensor, und der Brühvorgang ist abhängig von der Erfassung einer Farbänderung durch den optischen Sensor steuerbar ist. Dies ermöglicht eine zeitnahe Überwachung des Brühprozesses, da der Brühvorgang abhängig von der Erfassung einer vorbestimmten Farbänderung durch den Sensor steuerbar ist. Beispielsweise kann auch die Sicherheit erhöht werden, wenn durch den Sensor bei Erfassung einer bereits gebrühten Portionspackung, bei der die Oberfläche des gebrühten Extraktionsmaterials eine vorbestimmte Farbe besitzt, einen Zufluss von heißem Wasser über den Zulauf verhindert wird. Die optische Erkennung kann somit genutzt werden, um eine Aufgabe von heißem Wasser auf eine bereits gebrühte Portionspackung zu verhindern.
Vorzugsweise weist die Portionspackung eine Deckschicht aus wasserlöslichem Material auf, wobei über den optischen Sensor eine Farbänderung während des Brühvorganges erfassbar ist. Dadurch kann der Brühprozess genauer überwacht werden, um eine Farbänderung durch ein zumindest teilweises Auflösen der Deckschicht erfassen zu können. Dies ermöglicht eine exaktere Unterscheidung zwischen einer bereits gebrühten Portionspackung und einer ungebrühten Portionspackung und eine Erkennung, an welcher Stufe eines Brühprozesses sich die Portionspackung befindet.
Für eine gute Positionierung kann der optische Sensor am Zulauf fixiert sein, der zumindest während des Brühvorganges oberhalb der Portionspackung angeordnet ist. Der optische Sensor kann dabei eine Lichtquelle umfassen, beispielsweise eine LED, so dass bei Beleuchtung einer Oberseite der Portionspackung Licht reflektiert wird. Sofern die Deckschicht noch vorhanden ist, wird das Licht von der Deckschicht reflektiert, während nach einem Auflösen der Deckschicht das Licht von dem Extraktionsmaterial reflektiert wird, was als Farbänderung erkannt werden kann.
Die Deckschicht umfasst vorzugsweise Milchpulver, insbesondere weißes Milchpulver, das sich von dem dunklen Extraktionsmaterial, insbesondere Kaffeemehl, erheblich absetzt. Alternativ oder zusätzlich kann die Deckschicht Zucker umfassen, der ebenfalls eine helle Farbe besitzt und sich optisch von dem dunklen Extraktionsmaterial unterscheidet. Statt Kaffeemehl kann das Extraktionsmaterial auch Tee sein.
Vorzugsweise ist der Zulauf über einen Antrieb bewegbar, und eine Oberfläche des Extraktionsmaterials mit der Deckschicht kann beim Bewegen des Zulaufes mit heißem Wasser benetzt werden. Dadurch kann ein größerer Bereich einer Oberfläche des Extraktionsmaterials unmittelbar mit dem heißem Wasser aus dem Zulauf in Berührung kommen, was das Auflösen der Deckschicht zu Beginn des Brühprozesses erleichtert. Der Zulauf kann dabei programmgesteuert über die Oberfläche bewegt werden, um möglichst alle Bereiche der Oberfläche mit heißem Wasser zu benetzen.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Erkennungseinheit mindestens einen weiteren Sensor, insbesondere einen Näherungssensor. Über den Näherungssensor kann eine erste Form einer Portionspackung und eine zweite Form der Portionspackung, die von der ersten Form verändert ist, berührungslos erfasst werden. Dadurch können unterschiedliche Formen der Portionspackung überwacht werden. Die erste und zweite Form der Portionspackung können dabei unterschiedlichen Zuständen entsprechen, beispielsweise kann die erste Form einem geschlossenen Zustand der Portionspackung entsprechen, während eine zweite Form einem geöffneten Zustand entspricht, bei dem Verschlusselemente bewegt wurden, beispielsweise durch Verschwenken. Ein solcher Näherungssensor kann berührungslos eine äußere Formgebung der Portionspackung erfassen. Hierfür eignen sich kapazitive Sensoren. Alternativ können auch andere Näherungssensoren eingesetzt werden, wie Lichtschranken oder Ultraschallsensoren. Optional kann mit dem optischen Sensor auch nur ein einziger Sensor eingesetzt werden, um eine Farbänderung und eine Formänderung an der Portionspackung zu detektieren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Portionspackung mit einem Extraktionsmaterial und einer Deckschicht in einen Halter einer Maschine zur Zubereitung eines Brühgetränks eingelegt, wobei die Portionspackung entweder bereits offen ist oder in diesem Schritt geöffnet wird und dann zur Zubereitung eines Brühgetränks heißes Wasser über einen Zulauf auf das Extraktionsmaterial in der Portionspackung eingeleitet wird. Die Portionspackung weist dabei eine Deckschicht aus wasserlöslichem Material auf, und über einen optischen Sensor einer Erkennungseinheit kann eine Farbänderung während des Brühvorgangs erfasst werden. Dadurch kann der Brühvorgang genauer überwacht werden und insbesondere ermittelt werden, ob das Extraktionsmaterial in der Portionspackung bereits einen Brühprozess durchlaufen hat oder nicht.
Vorzugsweise kann über den optischen Sensor erfasst werden, ob eine bereits gebrauchte Portionspackung unter dem Zulauf angeordnet ist, so dass dann über die Steuerung eine Ausgabe von heißem Wasser gesperrt werden kann.
Die Farbänderung an einer Deckschicht der Portionspackung kann durch Vermischung zweier Schichten erzeugt werden, insbesondere nach Zugabe von heißem Wasser. Alternativ oder zusätzlich kann die Farbänderung an einer Deckschicht der Portionspackung durch thermochromatischen Umschlag erzeugt werden. Ferner ist es möglich, dass die Farbänderung an einer Deckschicht der Portionspackung durch Transparentwerden einer Komponente erzeugt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Maschine zur Zubereitung eines Brühgetränks.

Eine Maschine 1 zur Zubereitung eines Brühgetränkes umfasst einen Zulauf 2 für heißes Wasser, die an eine Einrichtung zum Fördern und Aufheizen von Wasser angeschlossen ist, beispielsweise aus einem Tank oder an eine Wasserleitung. Die Maschine umfasst eine Steuerung, mittels der die Ausgabe von heißem Wasser und optional auch die Temperatur des heißen Wassers an des Zulaufs 2 gesteuert werden kann.
An dem Zulauf 2 ist ein Auslass 3 vorgesehen, der über einem Halter 4 zur Aufnahme einer Portionspackung 6 angeordnet ist. Der Halter 4 umfasst eine Ablauföffnung 5, durch die das Brühgetränk an ein weiteres Gefäß abgegeben werden kann, beispielsweise eine Kaffeekanne oder eine Tasse.
Die Portionspackung 6 umfasst eine Hülle aus Filtermaterial, in dem ein Extraktionsmaterial 7, insbesondere Kaffeemehl oder Tee, angeordnet ist. An einer Oberseite des Extraktionsmaterials 7 ist eine Deckschicht 9 angeordnet.
Die Portionspackung umfasst an einer Oberseite mehrere Verschlusselemente 8, die zwischen einer geschlossenen Position der Portionspackung 6 und einer geöffneten Position verschwenkt werden können. Die Portionspackung 6 kann dabei so ausgebildet sein, wie dies in der DE 10 2018 101 337 offenbart ist, auf die hiermit Bezug genommen wird. Optional kann die Portionspackung 6 auch schon in einer nach oben offenen Position in einen Halter eingelegt sein.
An dem Zulauf 2 ist ein optischer Sensor 10 fixiert, über den eine Farbänderung an der Oberseite der Portionspackung 6 detektierbar ist. Der optische Sensor weist bevorzugt eine Lichtquelle auf, mittels der Licht auf die Oberseite der Portionspackung 6 ausgestrahlt wird, wie dies schematisch mit den Strichen 11 gezeigt ist. Das reflektierende Licht kann dann über den optischen Sensor erfasst werden. An dem optischen Sensor 10 kann optional eine Anzeige 12, beispielsweise eine Farb-LED oder ein anderes Anzeigemittel, vorgesehen sein, um die optische Erkennung zu visualisieren.
Die Portionspackung 6 weist in dem ungebrühten Zustand an der Oberseite die Deckschicht 9 aus wasserlöslichem Material auf. Diese Deckschicht 9 kann beispielsweise Milchpulver und/oder Zucker enthalten, die eine andere Farbe besitzen als das darunterliegende Extraktionsmaterial 7, insbesondere Kaffeemehl. Dadurch kann auf einfache Weise ein ungebrühter Zustand der Portionspackung 6 erfasst werden.
Während des Brühvorganges wird über den Zulauf 2 und den Auslass 3 heißes Wasser auf die Deckschicht 9 aufgegeben, so dass das wasserlösliche Material gelöst wird und von der Oberseite des Extraktionsmaterials 7 entfernt wird. Nach dem Brühvorgang ist somit die Oberseite des Extraktionsmaterials 7 zumindest teilweise, bevorzugt überwiegend, von der Deckschicht 9 befreit, was als Farbänderung über den optischen Sensor 10 erfasst wird. Sollte vor Einleiten des nächsten Brühvorganges vergessen werden, die bereits gebrühte Portionspackung 6 aus dem Halter 4 zu entfernen, kann über die Steuerung eine Ausgabe von heißem Wasser an dem Auslass 3 blockiert werden.
Vorzugsweise ist der Zulauf 2 bewegbar angeordnet, so dass die Oberfläche der Portionspackung nicht nur punktuell, sondern streifenförmig mit heißem Wasser benetzt werden kann. Der Zulauf 2 kann dabei programmgesteuert in bestimmten Mustern bewegt werden, insbesondere in horizontale Richtung, um die Oberseite möglichst vollflächig mit heißem Wasser zu benetzen. Nach dem Brühvorgang kann der Zulauf 2 optional oberhalb der Portionspackung entfernet werden, so dass die Portionspackung 6 leichter aus dem Halter 4 entnommen und eine neue Portionspackung 6 eingelegt werden kann. Durch die Mitbewegung des optischen Sensors sind des Weiteren auch mehrere Messpunkte möglich, was die Zuverlässigkeit erhöht.
Bezugszeichenliste

1: Maschine
2: Zulauf
3: Auslass
4: Halter
5: Ablauföffnung
6: Portionspackung
7: Extraktionsmaterial
8: Verschlusselement
9: Deckschicht
10: Sensor
11: Strich
12: Anzeige

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2019/141871 [0002]
DE 102018101337 [0018]

Claims

Maschine (1) zur Zubereitung eines Brühgetränks mit einer Einrichtung zur Erzeugung von heißem Wasser, mit einem Zulauf (2) zur Ausgabe des heißen Wassers, einem Halter (4) für eine Portionspackung (6) mit einem Extraktionsmaterial (7), wobei der Halter (4) unter dem Zulauf (2) angeordnet ist, einer Steuerung und einer mit der Steuerung verbundenen Erkennungseinheit mit einem optischen Sensor, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühvorgang abhängig von der Erfassung einer Farbänderung durch den optischen Sensor (10) steuerbar ist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Portionspackung (6) eine Deckschicht (9) aus wasserlöslichem Material aufweist und über den optischen Sensor (10) eine Farbänderung während des Brühvorganges erfassbar ist.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (10) an dem Zulauf (2) fixiert ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht (9) in der Portionspackung Milchpulver aufweist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht (9) in der Portionspackung Zucker umfasst.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (2) über einen Antrieb bewegbar ist und eine Oberfläche des Extraktionsmaterials (7) mit der Deckschicht (9) beim Bewegen des Zulaufs (2) mit heißem Wasser benetzbar ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinheit mindestens einen weiteren Sensor aufweist.
Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Sensor als Näherungssensor ausgebildet ist, über den eine erste Form der Portionspackung (6) und eine zweite Form der Portionspackung (6), die von der ersten Form verändert ist, berührungslos erfassbar ist.
Verfahren zur Zubereitung eines Brühgetränks mit den folgenden Schritten: - Einlegen einer Portionspackung (6) mit einem Extraktionsmaterial (7) in einen Halter (4) einer Maschine (1) zur Zubereitung eines Brühgetränkes; - Einleiten von heißem Wasser über einen Zulauf (2) auf das Extraktionsmaterial (7) in der Portionspackung zur Zubereitung eines Brühgetränkes, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühvorgang abhängig von der Erfassung einer Farbänderung durch den optischen Sensor (10) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Portionspackung (6) eine Deckschicht (9) aus wasserlöslichem Material aufweist und über einen optischen Sensor (10) eine Farbänderung an der Deckschicht (9) während des Brühvorganges erfassbar ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Portionspackung (6) eine Deckschicht (9) aus wasserlöslichem Material mit Milchpulver und/oder Zucker enthält und über den optischen Sensor (10) eine gebrühte Portionspackung (6) erfassbar ist, so dass über die Steuerung eine Ausgabe von heißem Wasser an dem Zulauf (2) verhindert werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbänderung an einer Deckschicht (9) der Portionspackung (6) durch Vermischung zweier Schichten erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbänderung an einer Deckschicht (9) der Portionspackung (6) durch thermochromatischen Umschlag erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbänderung an einer Deckschicht (9) der Portionspackung (6) durch Transparentwerden einer Komponente erzeugt wird.