DK176265B1 - Kaffetilberedningsapparat og fremgangsmåde til tilberedning af en kaffedrik ved hjælp af kaffetilberedningsapparatet - Google Patents

Description

i DK 176265 B1

Opfindelsens område

Opfindelsen angår et kaffetilberedningsapparat af den art, hvor vand i e n lukket beholder bringes i kog, hvorefter vandet gennem et stigrør trykkes over i en åben beholder, hvor det kogende vand udtrækker aromastoffer fra 5 den malede kaffe, hvorpå den tilberedte kaffedrik filtreres gennem et ved ud løbet fra den åbne beholder anbragt filter tilbage til den lukkede beholder.

Den kendte teknik

Et sådant kaffetilberedningsapparat har været kendt siden 1958, hvor den to blev frembragt som en ny og forbedret måde til tilberedning af kaffe, idet der hermed sikredes en konstant, høj temperatur under udtrækningsfasen. Dele til denne kendte teknik er beskrevet i DK 90776 og DK 98310.

Efter afslutningen af overførslen skal den lukkede beholder nedkøles med henblik på ved hjælp af det deraf fremkomne undertryk at tilbageføre den is færdigtfremstillede kaffe gennem et filterarrangement, hvorved kaffegrumset vil blive tilbageholdt i den åbne beholder ved hjælp af et ikke nærmere angivet filter.

Der knytter sig imidlertid en række ulemper til denne tilberedningsmetode, idet den er afhængig af en ekstern varmekilde og desuden ikke uden større 20 omkostninger lader sig automatisere med henblik på at iværksætte tilberedning af kaffe til en bestemt, forud fastsat tid, således som det er blevet almindeligt ved kaffetilberedningsapparater.

Fra EP 292 649 kendes et lignende apparat til tilberedning af te, hvor ap-paratet omfatter to beholdere dels til frisk vand dels til udtrækning af smags-25 stofferne i teen. De to beholdere er indbyrdes forbundne ved hjælp af et stig rør, som er anbragt forskydeligt med henblik på at tillade en variabel trækketid i udtrækningsbeholderen. I friskvandsbeholderen, som er udstyret med mindst ét varmelegeme, forbliver der i afhængighed af afstanden mellem stigrørets underkant og bunden af friskvandsbeholderen en varierende mængde vand, 3o hvis fordampningstid bestemmer trækketiden for teen. De kendetegnende sær præg ved den der angivne opfindelse er, at stigrøret er forskydeligt anbragt, og at restmængden af vand bestemmes af stigrørets position samt at stigrøret i øvrigt på kendt måde fungerer som både stigrør og som udstrømningsindretning. Disse kendte særpræg er imidlertid frembragt med det formål at brugeren 35 skulle være i stand til at indstille trækketiden for teen. Med henblik på at kun ne gennemføre indstilingen af den resterende vanfmængde er bunden af 2 DK 176265 B1 friskvandsbeholderen opdelt i to niveauer. Trækketiden for te kan udmærket variere fra 5 minutter for en Assam eller Ceylon te, medens Kemun te er karakteristisk ved sin lange trækketid på 15 minutter som følge af sit lave indhold af garvesyre. Sådanne behov er ikke til stede ved den foreliggende opfindelse, 5 hvor kaffe skal tilberedes på en i og for sig kendt måde, som ved hjælp af opfindelsesgenstanden kan leve op til forbrugernes forventninger.

Det er endvidere kendt, at frembringe kaffe, hvor vand opvarmes med en i apparatet indbygget varmekilde, hvorefter det gennem et stigrør føres til e n position, hvorfra vandet kan dryppe ned i den malede kaffe, hvorefter den til -io beredte kaffedrik filtreres gennem en filtertragt. Denne metode benævnes ofte ”Melitta”®-metoden. Ulemperne ved denne metode er, at der ikke altid kan sikres en konstant, høj temperatur af det neddryppende vand, og at vandet som følge af neddrypningen kun fordeles over et meget lille areal, hvorfor aroma-stofferne i den malede kaffe ikke udnyttes fuldt ud, idet fordelingen af nedis dryppende vand med den rette temperatur er meget uensartet.

Opfindelsens opgave

Til grund for den foreliggende opfindelse ligger derfor den opgave at tilvejebringe et kaffetilberedningsapparat, hvor aromastofferne i den malede 20 kaffe udnyttes bedst muligt under en nøje temperaturkontrol, hvor eksterne varmekilder kan undværes, og hvor muligheden for på forhånd at fastsætte et bestemt igangsætningstidspunkt og senere bestemme et temperaturforløb er til stede.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved hjælp af et kaffetilberednings-25 apparat af den indledningsvis nævnte art, hvor den lukkede beholder er udstyret med mindst ét varmelegeme, som tilsammen og/eller enkeltvis har en passende effekt til at bringe vand i den lukkede beholder i kog, og at varmelegemekomplekset styres i afhængighed af tid og temperatur ved hjælp af passende styreorganer og har mindst to effektomsætningstrin, med henblik på at fast-30 holde temperaturen af kaffedrikken inden for et snævert temperaturinterval under kaffedrikkens kogepunkt.

En fremgangsmåde til tilberedning af en kaffedrik ved hjælp af kaffetil-beredningsapparatet omfatter indledningsvis følgende kendte trin a - f: 35 a) Påfyldning af vand i den beholder, som er udstyret med varmelegemekomplekset; b) Påsætning af den åbne beholder med filter; 3 DK 176265 B1 c) Påfyldning af malede kaffebønner; d) Iværksættelse af opvarmning af det påfyldte vand til kogning, hvor vandet inden kogningen som følge af varmedilatation og stigende damp tryk fortrænges gennem stigrøret til den åbne beholder; 5 e) Kogning af vandet i en passende tid, hvorved vanddampe fra kogningen trænger gennem stigrøret til den åbne beholder, hvor indholdet opvarmes til kogepunkttemperaturen; f) Afbrydelse af kogning, hvorved den lukkede beholder afkøles og oparbejder et undertryk, som suger den tilberedte kaffedrik tilbage til den lukke- io de beholder; og fremgangsmåden adskiller sig fra den kendte teknik ved, at g) Det til den lukkede beholder hørende varmelegemekompleks ved afbrydelsen af kogningen omkobles til et effekttrin med en udgangseffekt, som e r mindre end den til kogningens opretholdelse nødvendige effekt, hvorun- i5 der der gøres brug af de i afbryderkomplekset indeholdte organer til tids- styring og temperaturregulering, og ved afslutningen af filtreringen h) omkobles til et effekttrin, som opretholder en optimal temperatur for den færdige kaffedrik.

20 Med fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan afkølingsperiodens varig hed bestemmes, således at indholdet i den åbne beholder kan udtrække aro mastoffer i det efter brugerens smag fastsatte tidsrum, som ligger inden for et i n -terval mellem sekunder og 2-3 minutter.

I det tilfælde, at den lukkede beholder kun er udstyret med ét varmelege- 25 me, kan en tidsmæssig udstrækning af afkølingsperioden tilvejebringes ved, at varmelegemet tilføres energi pulserende, hvor middelværdien svarer til et lavere effekttrin.

I en hensigtsmæssigt udformning foreslås det, at varmelegemet forsynes med elektrisk energi, hvorved der tilvejebringes optimale muligheder for e n jo effektiv styring af processen. Dette kan ske ved en tidsstyret igangsætning af processen samt en elektrisk styring af nedkølingsfasen, trin g), samt den afsluttende fase, trin h), hvor den færdige kaffedrik holdes optimalt varm.

En anden energiforsyning er mulig ved at varmelegemet er en katalysatorbærer, over hvilken der ledes en brændbar gas, fx. en gængs gas til lightere.

35 En batteridrevet styring af gasventiler ved kogningen af vandet er her mulig på lokaliteter, hvor et elektrisk forsyningsnet ikke forefindes.

4 DK 176265 B1 I endnu en hensigtsmæssig udformning af kaffetilberedningsapparatet er det udstyret med en sokkel, som kan rumme styringselektronikken, et afbryderkompleks og eventuelt et energiforråd i form af en gasbeholder/-patron eller en tilslutning til en elektrisk energiforsyning, s Yderligere hensigtsmæssige udformninger af opfindelsen fremgår af de afhængige krav.

Et udførelseseksempel for opfindelsen er vist på tegningen. På tegningen viser: io fig. 1. en perspektivisk gengivelse af et kaffetilberedningsap parat ifølge opfindelsen, fig. 2. et aksialt snit gennem kaffetilberedningsapparatet ifølge opfindelsen, og fig. 3. en perspektivisk gengivelse som i fig. 1, men med ud-iϊ svingsarmen vist i den udsvungne position.

På fig. 1 og 2 ses et kaffetilberedningsapparat, som drives ved elektricitet, og som er beskrevet i det følgende. Kaffetilberedningsapparatet ifølge udførelseseksemplet er udstyret med en lukket beholder 1, som står på en sokkel 2 med 20 ikke nærmere viste koblingsorganer til energiforsyningen. Under hanken 3 ses et vindue 4, gennem hvilket processen kan følges. Under vinduet er der anbragt en elektrisk afbryderarm 5, som styres dels manuelt, dels automatisk ved hjælp af tids- og/eller temperaturparametre. Den lukkede beholder 1 er lukket ved hjælp af en prop 14, som omkranser et rør 12, som rækker ud fra den åbne 25 beholder 6 og gennem proppen 14, som sidder i en i den lukkede beholder 1 anbragt åbning 15. Denne åbning 15 kan, når den åbne beholder er fjernet fra kaffetilberedningsapparatet, yderligere lukkes ved hjælp af et låg 7. Ligeledes er den åbne beholder 1 udstyret med et låg 16, som hæmmer fordampningen af aromatiske stoffer fra den malede kaffe, som inden tilberedningen af kaffe-30 drikken fyldes i den åbne beholder 6. Det på fig. 1 ikke viste rør 12 rækker ned til bunden af den lukkede beholder 1 uden dog at røre bunden af denne.

Bunden af den lukkede beholder (1) er i foretrukne udformninger plan af hensyn til en lettelse af rengøringen af den lukkede beholder. Der kan nemlig afhængigt af vandets hårdhedsgrad udfældes kalk på den del af den lukkede 35 beholder, som er i direkte kontakt med varmelegemet (10).

Under afbryderen 5 er der i det viste udførelseseksempel på en udbygning af soklen 2 anbragt et vindue 8, hvor forskellige parametre kan gengives elek- 5 DK 176265 B1 tronisk. Det kan være temperaturen af vandet i den lukkede beholder 1, det påfyldte volumen eller en tidsangivelse. Fig. 3 viser yderligere, at der på et andet sted på siden af soklen 2 er anbragt en udsvingelig udsvingsarm 9, som med e n opsvingelig holder 17 kan fastholde den åbne beholder 6 med dens stigrør 12 5 efter afslutningen af tilberedningen af den færdige kaffedrik. Dermed sikres den åbne beholder 6 mod væltning, og eventuelle rester i form af dråber fra stigrøret 12 kan opfanges i en dertil egnet, ikke nærmere vist bakke, som udgør en del af den udsvingelige udsvingsarm 9. Når udsvingsarmen ikke er i brug, kan den svinges ind i soklen 2. Til dette formål kan holderen 17 svinges ned i e n io udsparing 18 i udsvingsarmen 9.

På fig. 2 ses det, at der under bunden af den lukkede beholder 1 er anbragt et varmelegeme 10, hvis energiforsyning styres af det ikke nærmere viste afbryderkompleks 11, som i princippet kan være en vilkårlig type med hensyn til manuel eller automatisk virkende funktion. I forbindelse med den automatiske is funktion anvendes der ikke nærmere viste, termoelektriske følere, som registrerer kogning og assisterer ved afbrydning af energitilførslen, når kogning indtræffer.

Funktionen af kaffetilbedningsapparatet er følgende delvis kendte følge af fremgangsmådeskridt: 20 i. ' Vand fyldes i den lukkede beholder, inden den åbne beholder 6 anbringes i åbningen 15 som en prop.

ii. Efter anbringelse af filteret 13 fyldes der malet kaffe i den åbne beholder 6 i en mængde svarende til mængden af det vand, som blev påfyldt den lukkede beholder 1.

25 iii. Der tændes ved hjælp af afbryderen 5, hvorved vandet i den lukkede be holder 1 opvarmes. Under opvarmningen vil vandet, efterhånden som damptrykket stiger over vandet, blive løftet op i røret 12, som leder til den åbne beholder med filteret.

iv. Lige før kogningen indtræffer vil alt vandet være presset op i den åbne 3o beholder, og restmængden i den lukkede beholder bringes hurtigt i kog.

v. Herved ledes der damp op gennem røret 12 gennem filteret 13 til blandingen af vand og malet kaffe.

vi. Når en passende mængde damp er ledt gennem røret 12, skal processen afbrydes, dvs. kogningen skal ophøre. Tidspunktet for standsning af kog- 35 ningen afhænger af mange parametre, heriblandt kaffesort og udtræksti den for de aromatiske stoffer i den malede kaffe, vandets kalkholdighed og 6 DK 176265 B1 indhold af andre stoffer. Til styring heraf gøres der brug af de i afbryder- komplekset 11 indeholdte organer til tidsstyring og temperaturregulering.

Til denne brug kan et tidsbestemt forsinkelsesled bringes i anvendelse, til sikring af en bestemt kogetid, under hvilken damp trænger op gennem stigrø-5 ret 12 og videre gennem filteret 13 og den derover stående blanding af væske og kaffegrums. Når dampen ledes gennem væsken, kondenserer den og den store mængde kondensationsvarmeenergi overgår fra dampen til den omsluttende væske, hvilket atter sikrer en stabil temperatur, som kun afhænger af barometertrykket. Ideen med en sådan opvarmning er, at indholdet i den åbne be-io holder 4 ikke kan blive varmere end den opstigende damp, da der ved temperaturlighed ikke sker nogen kondensation i væsken. Dette er et af de karakteristika ved kolbekaffe, hvor temperaturkravet om minimum 96°C kan imødekommes homogent for hele indholdet af den åbne beholder 6. Herved vil temperaturen af indholdet asymptotisk nærme sig temperaturen af den opstigende damp fra is den lukkede beholder 1.

Efter den forud fastsatte kogetid afbrydes opvarmningskredsløbets varmelegeme 10 eller det omkobles til en lavere effekt, således at nedkølingen af den lukkede beholder 1 kan finde sted i et styret tidsrum, hvorved aromatoffer-ne fra den malede kaffe får tid til at blive ekstraheret. Under nedkølingen op-20 arbejdes der et undertryk i den lukkede beholder 1, hvorved indholdet af den åbne beholder 6 suges ned i den lukkede beholder 1. Disse principper hører i og for sig til den kendte teknik, men de repeteres her for en god ordens skyld.

Efter tilendebragt proces, dvs. når den tilberedte kaffe er tilbage i den lukkede beholder 1, fjernes den åbne beholder 6 med filter, der anbringes i 25 holderen 17 på udsvingsarmen 9, som er drejet ud fra soklen 2 under den lukkede beholder 1, og låget 7 svinges ned over indholdet i den lukkede beholder 1. Herefter er kaffedrikken klar til servering og indtagelse. Med henblik på at holde kaffedrikken på en optimal temperatur, kan varmelegemet 10 på i og for sig kendt måde kobles til et effektniveau, hvor kaffedrikken holdes inden for et 3o snævert temperaturinterval under kogepunktet for kaffedrikken.

Igangsætning af tilberedningen kan ved en elektrisk opvarmning styres elektrisk med tidsforsinkelse, således at vand og malet kaffe kan påfyldes den lukkede beholder 1 hhv. den åbne beholder 6, hvorved der på et vilkårligt tidspunkt kan tilberedes kaffe uden direkte menneskelig indgriben.

35 En lignende automatisk start af opvarmningen kan tilvejebringes ved gas/katalysatoropvarmning, idet styringen vil kunne finde sted på basis af et elektrisk batteri.

7 DK 176265 B1

En sådan automatisering har ikke tidligere været mulig ved tilberedning af ’’kolbekaffe”, hvor tilberedningen hidtil har været afhængig af eksterne varmekilder i form af fx. en spritflamme eller en kogeplade.

Den viste udformning er kun anført som et eksempel, men er ikke be-5 grænset til det på tegningen viste. Også for en fagmand indlysende ændringer og varianter er omfattet af opfindelsen.

Claims (12)

1. Kaffetilberedningsapparat af den art, hvor vand i en lukket beholder (1) bringes i kog, hvorefter vandet gennem et stigror (12) trykkes over i en åben beholder (6), hvor 5 det kogende vand udtrækker aromastoffer fra den malede kaffe, hvorpå den tilberedte kaffedrik filtreres gennem et ved udløbet fra den åbne beholder anbragt filter tilbage til den lukkede beholder (1), hvor den lukkede beholder (1) er udstyret med mindst ét varmelegeme (10), som tilsammen og/eller enkeltvis har en passende effekt til at bringe vand i den lukkede beholder (1) i kog, og at varmelegemekomplekset styres i af-10 hængighed af tid og temperatur, kendetegnet ved, at varmelegemet danner en plan overflade som udgør en del af bunden i den lukkede beholder, at stigroret er anordnet i en ikke-vertikal excentrisk position, hvor en nedre åbning er rettet mod en ikke-ophedet del af bunden i den lukkede beholder, og at varmelegemet har passende styreorganer og har mindst to effektomsætningstrin, med henblik på at fastholde temperaturen af 15 kaffedrikken inden for et snævert temperaturinterval under kaffedrikkens kogepunkt.

2. Kaffetilberedningsapparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at varmelegemet (10) tilføres elektrisk energi.

3. Kaffetilberedningsapparat ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at den er udsty ret med en tids- og temperaturstyring, som styres ved hjælp af den tilførte elektriske energi.

4, Kaffetilberedningsapparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at varmelegemet (10) 25 er udformet som en katalysatorbærer, som tilføres kemisk energi.

5. Kaffetilberedningsapparat ifølge krav 1 og 4, kendetegnet ved, at den er udstyret med en tids- og temperaturstyring, som styres ved hjælp af et elektrisk energilager.

6. Kaffetilberedningsapparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det elektriske ener gilager er en elektrisk akkumulator.

7. Kaffetilberedningsapparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at det er udstyret med en sokkel (2), som rummer styringselektronikken, et afbryder DK 176265 B1 2 kompleks (11) og eventuelt et energiforråd i form af en gasbeholder/-patron eller en tilslutning til en elektrisk energiforsyning.

8. Kaffetilberedningsapparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, 5 at soklen (2) yderligere er udstyret med en udsvingsarm (9), som er udstyret med en opsvingelig holder (17) med henblik på at fastholde den åbne beholder (6) ved hjælp af dens stigrør (12) efter afslutningen arf tilberedningen af den færdige kaffedrik.

9. Kaffetilberedningsapparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at holderen (17) kan 10 svinges ned i en udsparing (18) i udsvingsarmen (9).

10. Fremgangsmåde til tilberedning af en kaffedrik ved hjælp af kaffetilberedningsap- paratet omfatter følgende kendte trin a - f: 15 a) Påfyldning af vand i den beholder, som er udstyret med varmelegemekomplekset; b) Påsætning af den åbne beholder med filter; c) Påfyldning af malede kaffebønner; d) Iværksættelse af opvarmning af det påfyldte vand til kogning, hvor vandet inden kogningen som følge af varmedilatation og stigende damptryk fortrænges gen- 20 nem stigroret til den åbne beholder; e) Kogning af vandet i en passende tid, hvorved vanddampe fra kogningen trænger gennem stigrøret til den åbne beholder, hvor indholdet opvarmes til kogepunkttemperaturen; f) Afbrydelse af kogning, hvorved den lukkede beholder afkøles og oparbejder et 25 undertryk, som suger den tilberedte kaffedrik tilbage til den lukkede beholder; Og som er kendetegnet ved, at g) Det til den lukkede beholder hørende varmelegemekompleks ved afbrydelsen af kogningen omkobles til et effekttrin med en udgangseffekt, som er væsentligt mindre end den til kogningens opretholdelse nødvendige effekt, hvorunder der 30 gøres brug af de i afbryderkomplekset (11) indeholdte organer til tidsstyring og temperaturregulering. h) Det lavere effekttrin omkobles efter tømning af den åbne beholder (6) med henblik på at fastholde temperaturen af kaffedrikken inden for et snævert temperaturinterval under kaffedrikkens kogepunkt. DK 176265 B1 3

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at der under fremgangsmådeskridtene d) - h) tilføres elektrisk energi til organer (10, 11) til opvarmning og styring af kaffetilberedningen.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at der under fremgangsmåde- skridtene d) - h) tilføres kemisk energi til organer (10, 11) til opvarmning og styring af kaffetilberedningen, hvor organet (10) er en katalysatorbærer, og organerne (11) er med elektrisk, akkumuleret energi drevne kontrolorganer til styring af den kemiske energi. 10