NO315305B1 - Fremgangsmate for ekstrahering av innholdet i forseglede fleksible poser, og innretning for slik ekstrahering - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for ekstrahering av innholdet i forseglede, fleksible poser, som inneholder i det minste en substans for fremstilling av en drikk, hvor posen dannes av to tynne fleksible ark av samme materiale, som forseglet med hverandre langs omkretsen, i hovedsaken symmetrisk i forhold til hverandre og i forhold til et forseglingsplan, hvilken substans kan være i form av pulver eller være komprimert til en kake med egnet form, i en eller flere biter. Oppfinnelsen vedrører også en innretning for gjennomføring av fremgangsmåten.

Bruk av på forhånd tilmålte og innpakkede porsjoner av malt kaffe for fremstilling av kaffe av espressotypen har den fordel at kaffetilberedningen lettes samtidig som man er sikret relativt konstant produktkvalitet.

Slike porsjoner tilbys i dag stort sett i to hovedformer.

Ifølge en første hovedform, se CH-636 311, TJS-5 012 629 og EP-0 272 432, er malt kaffe lagt inn mellom to ark av filterpapir, som er forseglet sammen langs omkretsen. Denne løsning har den ulempe at det kreves en ytre oksygenbarriere for å hindre en oksydering av produktet under lagring. En slik ytteremballasje betyr ekstra omkostninger og ekstra arbeidsoperasjoner, blant annet for forbrukeren, som må fjerne den ytre emballasje før posen kan legges inn i en innretning for ekstrahering.

Ifølge en annen hovedform, se PCT/CH91/00222, er porsjonen plassert i en lekkasjetett ampullelignende gjenstand, med en konkav bunn som åpnes mot ekstraheringslnnretningen ved en deformering under påvirkning av innføringen av ekstraksjons-fluidet, med perforering mot spisse organer. En slik ampulle, som foreligger som en lekkasjetett omhylling med sidevegg og to vegger, hvorav en danner bunnen i patronen mens den andre lukker den motliggende patronende, har den ulempe at det benyttes flere samtidige ulike pakningsmaterialer, hvorav i det minste et må være tykt nok til at det er halvstivt. Porsjonspakningen kan bare benyttes i en bestemt retning i en ekstraheringsinnretning, som forøvrig må være tilpasset porsjonspakningen og dens form. Dessuten er posjonspakningen relativt plasskrevende, fordi kaffen ikke er komprimert.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en Innretning som muliggjør ekstrahering av innholdet i en forseglet fleksibel pose uten å måtte åpne posen på forhånd. Hensikten er også å muliggjøre en plassering av posen i ekstraheringsinnretningen, uten å måtte ta hensyn til hva som måtte være opp eller ned.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved ekstrahering av forseglede, fluidumtette, fleksible poser som inneholder i det minste en substans for tilveiebringelsen av en drikk, hvilken pose er tilformet ved hjelp av to fleksible og like ark av samme materiale, forseglet sammen langs omkretsen og i hovedsaken symmetrisk i forhold til forsegllngsplanet. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at posen plasseres og holdes i sin ekstraheringsinnretning, som dannes av et lukket kammer innbefattende en poseholder, at en blanding av luft og vann ved et trykk på mellom 2 og 20 bar Innføres i posen ved hjelp av en innløpsdel for derved progressivt og lokalt å strekke posens ekstraherlngsside mot en fremspringende flate i poseholderen med fremspringende og tilbaketrukne partier, hvorved ekstraheringssiden rives opp på flere steder i samsvar med et mønster som bestemt av plasseringen til de fremspringende og/eller tilbaketrukne partier, idet brytespenningen nås, slik at det muliggjøres en strøm av væsken etter ekstraheringen.

Fremgangsmåten skal forklares nærmere i form av en beskrivelse av de suksessive trinn, som kan gjennomføres, særlig i forbindelse med kaffe, under anvendelse av kommersielt tilgjengelige espressomaskiner, som innbefatter midler, enten Integrert I maskinen eller tilveiebragt ved hjelp av adaptere, for perforering av en av posesidene, innføring av vann, oppriving av den andre poseside på en styrt måte som følge av posens deformering under påvirkning av trykket, og oppsamling av den ekstraherte kaffe.

Under et første trinn plasseres posen i poseholderen, idet den nedre siden vil bli ekstraheringssiden i dette tilfelle.

I et andre trinn blir poseholderen med pose plassert i maskinen og posens øvre side blir så perforert av kutte-eller perforeringsorganer anordnet under den nedre siden i ekstraheringskammerets øvre del.

I dette trinn kan posens form modifiseres etter behov med hensyn til sin utgangsform, med tilpassing til kammerformen i ekstraheringsinnretningen. Posens form blir således fullstendig definert før ekstraherIngen ved sin plassering, selv etter at den har vært underkastet mulige deformasjoner som følge av tidligere håndtering, særlig når posen Inneholder et produkt som bare er litt komprimert eller ikke er komprimert i det hele tatt.

Ifølge en variant innbefatter plasseringsoperasjonen en klemvirknlng som vil redusere posens tilgjengelige innervolum for derved å begrense de steder som ikke er fylt med den substans som skal ekstraheres. Avhengig av hvordan posen er fremstilt vil dens utgangsvolum kunne være større enn volumet til substansen dersom det er ønskelig at substansen skal komprimeres lett før ekstraheringen, slik tilfellet er med malt kaffe. Denne tilpassingen av det tilgjengelig volum gjør det mulig å lette ekstraheringen. Når substansen er jevnt fordelt i kammeret vil den gjennomtrenges på riktig måte av ekstraheringsf luidet, og når den tas ut vil posen ikke være mettet av overskuddsvann, noe som vil lette renholdet og den praktiske utøvelse.

Dessuten kan posens fleksible øvre side presses opp mot den øvre siden i kammeret, under påvirkning av vanntrykket og kaffens oppsvelling, hvilket vil bidra til fuktingen av kaffen og gi en bedre ekstraheringskvalitet.

Ifølge en ytterligere variant av fremgangsmåten kan det under den øvre flaten i ekstraheringsinnretningen og/eller på den nedre flaten til innretningen være anordnet hjelpemidler som gjør det mulig å bevege kaffen i posen mot spesifikke og foretrukne soner for derved å bedre ekstraheringskvaliteten, idet man unngår dødsoner.

Disse midler kan bestå i at de nevnte flater gis en spesiell geometrisk form.

For å kunne regularisere ekstraheringen fra en substansmengde er det ønskelig at denne mengde ikke er for tynn eller har ulike tykkelser. I forbindelse med en fleksibel pose vil man kunne støte på slike ulemper dersom de ovenfor beskrevne midler ikke benyttes.

Ifølge en variant av poser som inneholder kaffe som er komprimert under produksjonen kan kammervolumet korrespondere nært med kakestørrelsen og størrelsen til posen, for derved å unngå frie soner mellom posen og kaken og uønskede lettere strømningsbaner under ekstraheringen.

I et tredje trinn blir vannet, eventuelt blandet med luft, ført inn i posen under et trykk på mellom 2 og 20 bar, fortrinnsvis mellom 4 og 15 bar. Posens sider presses mot veggene I ekstraheringskammeret og ekstraheringssiden blir lokalt deformert ved en progressiv strekking, under påvirkning av trykket, mot fremspringende partier i poseholderen, som har utløpsåpninger for Infusjonen. Dette vesentlige trinn representerer en forfuktingsperiode for kaffen før ekstraheringen .

Luften kan være luft som er til stede i kanalene eller ledningene i maskinen og som blandes med vannet under aktiveringen under ekstraheringen.

I visse tilfeller, avhengig av den anvendte espressomaskin og den begynnende oppvarmingstemperatur kan visse startfrak-sjoner av vannet være i form av damp.

Ifølge en variant kan en pause, i løpet av hvilket det ikke innføres ytterligere ekstraheringsvæske, legges inn mellom det tredje og fjerde trinn.

I et fjerde trinn vil det materiale som danner ekstraheringssiden nå sitt brytepunkt som følge av strekkingen og vil begynne å rives opp ved de nevnte fremspring eller fordyp-ningene mellom fremspringene. Avhengig av formen til fremspringene kan opprivingene også gå i begge soner. De partier som splittes på denne måten, uten løsriving fra den spenn-ingsfrigjorte ekstraheringsside, vil legge seg an mot de nevnte fremspring, med det resultat at de dannede åpninger blir større og vil lette den etterfølgende væskestrøm, på en slik måte at det Ikke vil befinne seg noe materiale på utsiden av posen. Innertrykket i posen vil synke delvis, men denne momentane dekomprimering vil være begrenset fordi strømmen av fluidum ut fra posen vil være begrenset av de små mellomrom mellom de opprevne materiallepper som legger seg an mot fremspringene og av de strømningsåpninger som dannes i eller i nærheten av fremspringene. Man får således en full kontroll over væskestrømmen, særlig på en slik måte at uønskede bevegelser av inneholdet i posen unngås, noe som er en fordel fordi slik bevegelse av det faste innhold vil kunne stoppe til strømningsåpninger og forstyrre regulariteten og reproduserbarheten i ekstraheringsprosessen.

Ifølge den terminologi som benyttes i CH-668 545, som gjelder en slags ampulle med en på forhånd svekket lukkeanordning, kan dette trinn hvor posen åpnes betraktes som et luftetrinn for pulver-materialet.

Ifølge en variant kan det legges Inn en pause, i løpet av hvilken det ikke innføres ytterligere ekstraheringsfluidum, mellom fjerde og femte trinn.

I et femte trinn blir kaffen ekstrahert med et trykk på 2 til 20 bar. Dette trykk tilpasses med hensikt og i hovedsaken til det belastningstap som oppstår gjennom mengden av fuktet kaffe, som er komprimert nettopp av denne grunn. Dette femte trinn er selve ekstraheringstrinnet.

Ekstra åpninger i ekstraheringsflaten kan tilveiebringes om nødvendig ved hjelp av fremspring i poseholderen med avtagende høyde, fortrinnsvis i omkretssonen, når ekstraheringstrykket når høye verdier.

I et sjette trinn frigjøres poseholderen og posen tas ut, eksempelvis ved at man rett og slett snur poseholderen opp ned.

Ifølge en variant av systemet av en flens-type, beskrevet nærmere nedenfor, tas posen manuelt ut ved hjelp av en innsats eller føres automatisk over i en egnet beholder ved slutten av det femte trinn.

Ifølge en første variant tilveiebringes opprivingene i det sentrale parti av de hulrom som dannes mellom fremspringene, når materialet når sin brytespenning under deformeringen.

Ifølge en andre variant kan posens ekstraherIngsside bringes til oppriving ved de nevnte fremspring, idet opprivingene vil strekke seg inn mot sentrum av hulrommene mellom fremspringene .

Ifølge en tredje variant kan åpningen av ekstraheringsflaten skje ved oppnåelsen av brytespenningen ved områdene til fremspringene, eventuelt i forbindelse med supplementære elementer, som Ikke er beregnet til å rive opp ekstraheringsflaten i posen, men å lette fluidumstrømmen, samtidig som systemets renhet ivaretas.

Kaffeekstraktet går mellom de opprevne og deformerte deler av posens ekstraheringsside og når frem til strømningsåpningene, da de opprivende partier ikke kan presses til fullstendig lekkasjetett kontakt mot fremspringene, idet partiene har en viss relativ stivhet som følge av at de er relativt små.

I ekstraheringsflaten tilveiebringes det noen titall oppriv-ninger. I hovedsaken vil geometrien til fremspringene være slik at de opprevne partier ikke rives helt løs, men forblir

Den beskrivelse som gis nedenfor i forbindelse med røstet og malt kaffe er bare ment som et eksempel, idet fremgangsmåten kan anvendes for andre produkter eller blandinger av produkter som befinner seg I en fleksibel pose, eksempelvis te, løselig kaffe, sjokolade eller dehydrerte næringsmidler egnet til å tilveiebringe drikker eller næringsmidler ved infusering.

Den pose som benyttes i forbindelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan være av en type som angitt i den europeiske patentsøknad 92111422.9, 6.juli 1992.

Posens innerdiameter er fortrinnsvis mellom 25 og 70 mm og den forseglede kant har en bredde på 3 til 15 mm. I fylt tilstand har posen fortrinnsvis en tykkelse på mellom 5 og 20 mm i sentrum. Dreier det seg om kaffe, så kan mengden i posen ligge mellom 5 og 20 g malt kaffe, eventuelt komprimert til kakeform. Posens generelle form kan være sirkulær, oval eller polygonal med fire til ti sider, eventuelt med avrundede hjørner, eller det kan dreie seg om en kombinasjon av disse tre hovedtyper.

Etter plasseringen i maskinen må posens ekstraheringsside ikke nødvendigvis være anordnet i et horisontalplan. Andre orienteringer kan foretrekkes dersom det letter prosessen eller bruken.

Oppfinnelsen vedrører også en Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten. Denne innretning innbefatter en øvre del med midler beregnet til perforering av posens øvre side og mulig-gjøre innføring av vann i posen, en nedre del med fremspringende og hule avsnitt som danner en strømningssone, idet disse to deler samvirker for oppnåelse av en fluidumtetthet, derved at griper tak i posekanten mellom hverandre og like-ledes mellom hverandre danner et kammer, med en omtrentlig halvpart på hver, hvilket kammer gir en spesifik poseform, som ikke nødvendigvis må være posens opprinnelige form, idet den nødvendige klemming sikres ved hjelp av hjelpe-festemidler som forbinder nedre og øvre del med hverandre.

Ifølge et spesielt arrangement av ekstraheringskammeret kan dets innervolum være mindre enn posens opprinnelige volum. Et slikt arrangement anvendes særlig i forbindelse med ekstrahering av ikke-komprimerte poser.

Ifølge et ytterligere særlig arrangement av ekstraheringskammeret kan den øvre del og/eller den nedre del ha elementer som bidrar til å bevege substansen inn i spesifikke og foretrukne soner i posen.

Disse elementer kan være i form av fremspring på den nedre siden til den øvre del og/eller være 1 form av en spesiell geometri for den nedre dels øvre side, fortrinnsvis sirkulær, spiralformet eller i form av partier med rette linjer eller buer. Dette arrangement anvendes særlig ved ekstrahering av ikke-komprimerte poser.

Ifølge en første variant av Innretningen for innføring av vann kan midler i den øvre del beregnet til perforering av posens øvre side og Innføring av vann i den ha form av et vannfordelingsgitter som på sin nedre side har elementer såsom fremspringende spisser, kniver eller kors, eksempelvis som vist og beskrevet I den europeiske patentsøknad 91111211.8 inlevert 5. juli 1992. Vann-åpningene må ikke nødvendigvis overensstemme med disse elementer, men kan fordelaktig være lokalisert på deres omkrets.

Ifølge en andre variant kan en eller flere vanninnsprøytings-nåler være anordnet og plassert for retting av vann inn I kammeret i den øvre del, se eksempelvis europeisk patent-søknad 90114402.2, Innlevert 27. juli 1990. En nål av denne type gjør det mulig å perforere posens øvre side når den er plassert i ekstraheringsinnretningen, og å sprøyte inn fluidum i posen.

Vanninnsprøytingsnålen/nålene er gitt en avsmalnende form slik at de kan perforere posematerialet i form av åpninger som kan lukke seg igjen, i det minste delvist, for derved å minimalisere utstrømning når posen tas ut. De vil dessuten ikke hindre posen i å svelle og presse mot den hosliggende vegg. Dimensjonene og anordningen av disse vanninnsprøytings-midler velges slik at det ikke vil danne seg uønskede fortrinnsstrekninger gjennom kaffemassen, men at det oppnås en jevn gjennomtrenging av hele volumet. Nålenes form, dimensjon og plassering tilpasses posens form og dimensjon.

I det tilfelle at det dreier seg om et antall vanninnsprøy-tingsnåler, vil det kunne være en fordel å montere disse nåler på en del som kan utføre en rotasjonsbevegelse uten å rive istykker posen, idet denne bevegelse synkroniseres ved oppfanging under innføringen av poseholderen.

Ifølge en foretukken variant av den øvre del og dets avsnitt som tar del i fastklemmingen, kan disse deler utgjøre en integrert del av espressomaskiner som er særlig formgitt for ekstrahering av slike poser.

Ifølge et konvensjonelt arrangement av denne variant kan festemidler integrert med den øvre del ha kjente former såsom festeflenser, fortrinnsvis to til tre stykker, av den type som man finner i espressomaskiner med festeanordninger av bajonettypen.

Ifølge en særlig utførelsesform kan den nedre løstagbare del bevirke en samtidig rotering av den nedre porsjon av den øvre del innbefattende vanninnføringsmldlene, hvorved man unngår faren for utilsiktet oppriving av posen når vanninnførings-mldlene innbefatter et antall åpninger.

Ifølge en variant av den øvre del og dens integrerte porsjons som tar del i fastklemmingen kan disse deler danne en del av større løsbar del, som kan tilpasses konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige espressomaskiner, slik at man således kan muliggjøre ekstrahering av posene.

Ifølge et første arrangement av denne variant kan tilpassingen som muliggjør ekstrahering av posene utføres ved bruk av to komponenter, av hvilke den ene temporært kan være holdt på plass i espressomaskinen.

Den første komponent, her kalt adapter, tilpasses den aktuelle espressormaskin, mens den andre komponent, her kalt poseholder, er beregnet for montering på den første komponent .

Den første komponent, adapteren, har ytre festeører beregnet for samvirke med primær-festeflenser i espressomaskinen. Den har også, innvendig, sekundære festeflenser, et hulrom og midler beregnet for perforering av posens øvre side og innføring av vann. Denne første komponent kan forbli temporært på plass i maskinen og kan låses mot rotasjon ved hjelp av en strammeskrue.

Den andre komponent, poseholderen, innbefatter klemklør beregnet for samvirke med sekundære festeflenser i den foregående komponent, og innbefatter dessuten et hulrom og fremspringende og uthulede partier på en komponent som har strømnlngshull (nedre del).

Disse to komponenter er av en type som vist og beskrevet i den europeiske patentsøknad 91111212.6 innlevert 5. juli 1991, men kan tilpasses spesielt ved ekstrahering av fleksible poser, særlig hva angår formen til hulrommet som er beregnet for mottak av posen, vanninnføringsmldlene og strømningsdelen.

Ifølge et andre arrangement av denne variant blir den tilpassing som muliggjør ekstraheringen av posene utført ved hjelp av to komponenter som settes sammen før den derved dannede enhet plasseres i espressomaskinen.

Den øvre komponent, som er plassert på eller hengselforbundet med den nedre komponent, Innbefatter deler tilpasset vannfordelings-delen 1 espressormaskinen og utformet for samvirke med maskinens fluidum-tette kopling, et hulrom og midler beregnet for perforering av posens øvre flate og innsprøyting av vann.

Den nedre komponent har fastspenningsører beregnet til samvirke med flenser i espressomaskinen, og har fremhevede og/eller uthulede elementer i ett med en komponent som virker som et strømningsgitter. Denne komponent svarer til poseholderen. Betjent ved hjelp av en spak vil anordningen som dannes av nedre og øvre komponente utføre en stigende eller synkende rotasjonsbevegelse så snart den er bragt til samvirke med flensene i espressomaskinen.

Disse to komponenter er av den type som er vist og beskrevet i den europeiske patentsøknad 91111211.8, innlevert 5. juli 1991, men er tilpasset ekstrahering av innholdet i fleksible poser, særlig hva angår tilveiebringelsen av det kammer som er beregnet for opptak av posen.

Ifølge en særlig utførelsesform av den nedre del av ekstraheringsinnretningen og dens fastgjøringsmidler kan disse deler være i form av en poseholder av den type patronholder som er vist og beskrevet i den europeiske patentsøknad 92107548.7, innlevert 5. mai 1992, men tilpasset for ekstrahering av fleksible poser. Poseholderen kan da inkorporere de spesifikke deler som er nevnt i nevnte søknad, og særlig hva angår dens fluidumtette innretning, den mulige separasjon av poseholder og poseholderbærer, med mulighet for rotasjon i forhold til hverandre, muligheten for integrering av en elle to konuser innvendig, for om mulig å separere strømmen av ekstrakt og tilbakeløpet av substans så snart den er ekstrahert.

Den nedre del av kammeret og komponenten med de fremspringende avsnitt må ikke nødvendigvis være utformet i ett med hverandre.

Poseholderen kan være utført som en del, Innbefattende den nedre komponent og dens bærer, herunder fastgjøringsmidlene, eller kan være i to deler, med den nedre komponent (med de fremspringende og uthulede avsnitt på en komponent for å muliggjøre strømningen) og bæreren for denne komponent, med fastgjøringsmidlene.

Under særlig henvisning til den fluidumtette innretning, kan ifølge et første arrangement den nedre ytterflaten til den øvre del ha en konisk kant. Et korreponderende konisk parti ligger overfor denne kant på omkresten til poseholderen. De to delene samvirker med hverandre for å gripe tak i posekanten. Vinklene er fortrinnsvis noe forskjellig i de to konuser, slik at dermed den teoretiske kontaktsone begrenses til et smalt bånd.

Ifølge et andre arrangement av den fluidumtette innretning presser den nedre delen av den øvre del posekanten mot en elastisk O-ring anordnet langs poseholderens omkrets.

Ifølge en foretrukken variant av innretningen har delen med de fremspringende og hule partier og en fluidumtett konus en kant hvis nedre parti er utformet som en konveks sfærisk ring hvis krumningssenter stemmer overens med aksen perpendikulært på planet til posens bæreflate. Denne sfæriske kant ligger fritt på et sete med en konkav flate med samme krumning og utformet fast I forhold til den nedre del (poseholderbærer), og fortrinnsvis utformet i et materiale med en lav friksjons-koeffisient. Som følge herav vil anordningen danne en svivel-kopling. Krumningsretningene kan naturligvis reverseres.

Ifølge en foretrukken variant oppnås fluidumtettheten ved hjelp av en fleksibel skjøt kjennetegnet ved at den er anordnet fritt i et hus slik at den under påvirkning av vanntrykket mellom skjøten og husets bunn vil påvirkes slik at den bringes til pressing mot posekanten. 1 denne varianten blir trykkvannet som forskyver koplingen vertikalt, tilført gjennom husbunnen.

Ifølge en andre utførelsesform av denne variant har huset med den fleksible kopling bare en radiell klaring. I dette tilfelle vil vannet som deformerer koplingen være det som forefinns i ekstraheringskammeret.

I de to ovenfor nevnte utførelsesformer kan skjøtkopingen være toroidal, sylindrisk eller ha en eller annen kjent og kommersielt tilgjengelig form.

Ifølge et spesielt arrangement av den fluidumtette innretning kan de øvre og nedre deler ha komplementære partier som er tilpasset hverandre og muliggjør en strekking av poseflatene under tilsettingen av anordningen (nedre del mot øvre del. med posen plassert mellom dem).

I det tilfelle hvor posen i sin omkretssone har korrugeringer på hegge sider, fremkommet under fremstillingen for å kompensere for deformeringen av de to plane ark, med unngåelse av tilfeldige folder, har de flater som omgir hulrommene i ekstraheringsinnretningens øvre og nedre del, og som gir tetning under ekstraheringen, tilsvarende korrugeringer.

Et lignende arrangement kan fordelaktig anvendes i kontakt-sonen mellom den øvre del og den nedre del selv når de fleksible poser har plane omkretsområder. I dette arrangement er imidlertid korrugeringene små og bare utformet slik at de er tilstrekkelig til å kunne strekke posekanten, for å fjerne eventuelle uønskede folder.

De fremspringende partier som sikrer en åpning av posens ekstraheringsside er av samme type som de fem som er vist og beskrevet i den europeiske patentsøknad 92107548.7, innlevert 5. mai 1992.

Ifølge en første utførelsesform er de fremspringende partier dannet av små stenger med rettlinjet eller lett bølget form eller i form av lukkede eller åpne buer med innbyrdes avstand og anordnet i et radielt, konsentrisk, parallelt eller perpendikulært mønster på et gitter som er perforert med et større antall små hull. De kan ha et halvsirkulært eller et tilnærmet trapesformet tverrsnitt. Deres bredde og høyde er fra 0,5 til 7 mm.

Ifølge en andre utførelsesform kan de fremspringende partier også være i form av små prismer, avkortede pyramider, sylindre eller avkortede kjegler med sirkulært eller ikke-slrkulært polygonalt tverrsnitt.

Ifølge en tredje utførelsesform kan bunnpartiene til de fremspringende partier ha sirkulære eller ovoide hulrom med i bunnen anordnede strømningshull for kaffen. Hulromdybden kan variere fra 1 til 7 mm.

Ifølge en variant av de tre ovenfor nevnte utførelser kan de fremspringende partier utgjøre en del anordnet på et strømningsgltter.

Ifølge en ytterligere variant kan de fremspringende partier utgjøre en enhetlig del av en plate som er forsynt med borede filtrasjonshull for ekstraktstrømmen.

Ifølge en fjerde (ikke vist) utførelsesform kan det relative arrangement av de fremspringende partier og strømningshullene reverseres. Det fremspringende parti dannes av en komponent som har partier som er hule i forhold til hovedflaten, med strømningshull anordnet 1 hvert fall i det utragende avsnitt. Materialet vil rives slik at de utragende partier med hullene frilegges.

Ifølge en femte utførelsesform er de fremspringende partier pyramideelementer tilordnet komplementære elementer som ikke er beregnet til å rive opp patronens ekstraheringsflate, men er beregnet til å lette strømmen av fluidum med tilbake-holding av substansen, eksempelvis i form av terrasser med en bredde på 0,2 til 1 mm rundt pyramidene og kanaler ved bunnen, med en bredde på ca. 0,7 til 2,5 mm og en dybde på ca. 0,3 til 1,8 mm. Disse kanaler er boret med et antall strømningshull kalibrert til en diameter på noen tiendeler av en millimeter.

Ifølge en første variant er pyramideelementene dannet av avskårne pyramider med sider som har en lengde på fra 1 til 7 mm og med en høyde på 1 til 7 mm, fortrinnsvis anordnet i et mønster hvor delingen vanligvis vil ligge mellom 3 og 10 mm. Sideflatene har fortrinnsvis en vinkel på 10 til 30' i forhold til vertikalen.

Den øvre flaten på pyramidene virker som en bæreflate når posene utsettes for et trykk. Riving begynner ved pyramide-toppene.

Ifølge en andre variant er pyramideformen dannet av hele og/eller delvise, dvs. asymmetriske, pyramider.

Disse asymmetriske pyramider kan oppnås enten ved bruk av pyramider hvis vertikale flater ikke har samme vinkel eller ved bruk av pyramider som i utgangspunktet er symmetriske, men hvorfra man har fjernet vertikale partier.

I denne femte utførelsesform kan overflatene til de fremspringene partier og eventuelt også til terrassene og kanalene ha små furer (kanaler) som vil lette evakueringen av ekstraktet, idet materialet på posens ekstraheringsside er solid nok til å hindre at det fullt ut tilpasser seg fure-formen.

Flere typer pyramider kan benyttes sammen i denne femte utførelsesform.

Ifølge en sjette foretrukken utførelsesform behøver høydene til pyramidene og de hosliggende kanaler ikke være konstant over hele flaten. En del derav er beregnet til bare å åpne posen når et trykk høyere en den konvensjonelle verdi er nådd, slik at man således kan korrigere ekstraheringsstrømmen ved å øke den. Denne effekt oppnås fordelaktig ved å redusere pyramidehøyden og øke kanaldybden mellom terrassene. Hensikten er å regularisere strømmen fra forskjellige poser-en strøm som ellers ville kunne variere i avhengighet av kaffeblanding posene inneholder.

Ifølge en variant av de foran nevnte former kan ekstraheringen begrenses til en fortrinnsvis ringformet sone på den nedre flate, for derved å tvinge vannet til å bevege seg i en maksimal banestrekning igjennom kaffen når vannet innføres sentralt. Man kan naturligvis også ha en omvendt vannføring.

I samtlige av de foran beskrevne tilfeller vil åpningene i posens nedre vegg skyldes en deformering til brytepunktet, men bare under påvirkning av og etter en trykksetting av vann eller en ekstraheringsblandlng av vann og luft.

Istedenfor å plassere posen i en poseholder, som så plasseres 1 maskinen, kan det benyttes en innretning hvor poseholderen utgjør en Integrert del av maskinen, i et system i form av et kjeve-system, hvor posen innføres direkte i maskinen og perforeringen av posens øvre del skjer ved hjelp av kutte-eller perforeringselementer når kjeven lukkes.

I dette tilfelle kan den øvre del eller den nedre del utføre en rotasjonsbevegelse om en horisontal eller vertikal akse, eller en slags foldebevegelse, eller en skuffbevegelse som muliggjør innføringen. De to delene er sammenfattet under ekstraheringen ved hjelp av et system av kroker eller andre egnede midler. Fordelen med denne løsning er at i det øyeblikket hvor fastgjøringen eller frigjøringen skjer vil man ikke ha noen rotasjonsbevegelse av posen slik at man derved unngår bruk av roterende sprøytedyser eller pyramider.

En ytterligere fordel er at klemkraften før ekstraheringen kan gjøres høyere ved hjelp av en girreduksjonsinnretning. Med dette system vil det dessuten også være mulig å få til en automatisk utstøting av posen etter ekstraheringen, inn i en beholder anordnet for dette formål.

Dette arrangement gjør det også mulig å innføre vann og kaffe på samme side av posen, idet vanninnføringsorganene og de fremspringende partier fortrinnsvis er konsentriske, med de første sentralt og de sistnevnte på omkretsen.

I en forenklet versjon kan posen fjernes ved hjelp av en krave som eventuelt kan utføre en integrert del av poseholderen. Denne krave kan f.eks. ha ringform og legges rundt den delen hvor man har fremspringene. Kraven kan beveges ved hjelp av en fjær for utstøting av posen, eller kan trekkes manuelt tilbake fra den nedre del. I fravær av denne krave vil bruk av en pose forsynt med en sidetunge være særlig fordelaktig.

Det tør være klart for en fagmann at de forskjellige varianter som er nevnt foran kan tilpasses bruk i en automatisk mekanisk innretning som, under utnyttelse av kjente hjelpemidler som her ikke krever noen beskrivelse, vil foreta posisjoneringen av posen, fluidumtettingén og, etter innsprøytingen, frigjøring og uttak av den brukte pose. Arrangementet av de respektive deler kan modifiseres i forhold til det som er beskrevet ovenfor, således kan f.eks. ekstraheringsflaten være anordnet 1 et vertikalt eller skrått plan. I dette tilfelle kan vanninnsprøytingen være perpendikulært derpå, eller avvike fra perpendikulæren.

Det skal her nevnes at det som er sagt foran i forbindelse med de fremspringende partier, strømningsdelen og den fluidumtette innretning for poseholderen også gjelder for poseholderen, uten at det skulle være noe behov for å gjenta en beskrivelse i forbindelse med en slik mulighet.

Særlig gjelder at poseholderen kan være 1 form av en eller to deler med fremspringende og uthulte partier med asymmetriske pyramider og korrugeringer på den nedre dels omkrets. Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk snitt gjennom en ekstraheringsinnretning for en lukket

fleksibel pose,

fig. la viser et forstørret utsnitt fra området A i

fig. 1,

fig. 2 viser et snitt-sprengriss av den øvre del

for innsprøyting av vann i innretningen, fig. 3 viser et planriss av vanninnsprøytings-stedene i fig. 2,

fig. 4 viser et snitt gjennom en ekstraheringsinnretning for en lukket fleksibel pose ifølge

en andre utførelsesform,

fig. 5 viser et snitt gjennom den øvre del for vanninnsprøyting ifølge en andre utfør-elsesform,

fig. 6 viser et utsnitt av et grunnriss av den nedre del, utformet med fremspringende og

uthulte partier og strømningshull,

fig. 7 viser et snitt etter linjen 6-6 i fig. 6, fig. 8 viser rent skjematisk plasseringen av vanninnløpselementer under Innretningens øvre flate samt de fremspringende elementer på den nedre flate, for å muliggjøre

strømmen av kaffe-ekstrakt,

fig. 9 viser et skjematisk snitt med plasseringen av vannlnnløpsorganer anordnet under innretningens øvre flate, samt med fremspringende partier på den nedre flate for strømmen av kaffe-ekstrakt, ifølge en

andre utførelsesform,

fig. 10 viser et skjematisk snitt med plassering av vanninnløps- og kaffeekstraheringsmidler på innretningens nedre flate, ifølge en tredje utførelsesform,

fig. 11 viser et forenklet perspektivriss av et ekstraheringssystem for en lukket fleksibel

pose, ifølge en tredje utførelsesform, og fig. 12 viser et sideriss av den øvre del i

systemet i fig. 11.

I fig. 1 er posen 1 plassert på den nedre del 2, som sammen med sin bærer 4 danner en poseholder. Bæreren har to diametralt motliggende strammeører 3 beregnet for samvirke med strammeflenser 7 på den øvre del 8.

Den øvre del 8 innbefatter et vanninnløp 10 og spisse elementer 11 som tjener til å perforere posens 1 øvre side. Den nedre del 2 har fremspringende partier 19 og strømnings-hull 20.

Virkemåten er som følger: Posen 1 plasseres på den nedre del 2. Ved å holde bæreren 4, den nedre del 2 og posen 1 som en enhet ved hjelp av håndtaket 22, bringes strammeørene 3 til samvirke med strammeflensene 7 i den øvre del 8.

Fluidumtetthet tilveiebringes ved A. Den nedre indre koniske kant 23 på den øvre del samvirker med den koniske kant 24 på den nedre del, og griper samtidig om posens 1 omkretsparti. De spisse elementene 11 trenger igjennom posen 1 og varmt vann tilføres gjennom vanninnløpet 10 og går Inn i posen 1. Trykket i posen øker og posens nedre side presses mot fremspringene 19 helt til posen rives opp på disse fremspring, når brytespenningen nås. Nå starter ekstraheringstrinnet. Kaffen strømmer via strømningshullene 20 og samles opp under boringen 21 i en ikke vist beholder.

Fig. 2 og 3 viser en øvre del for tilførsel av vann, i en noe annen utførelsesform enn i fig. 1. Den øvre del er her utført i to deler: en del 41 med et sentralt vanninnløp 42 og en skive 43 med spisse elementer 44, beregnet til å trenge gjennom posens øvre side. Skiven er utformet slik at den kan opptas i fordypningen 45 i delen 41. Boringen 46 i skiven 43 opptas delvis av de spisse elementer 44, slik at vann kan passere og kan trenge inn i posen hvis innhold skal ekstraheres. Skiven 43 kan rotere i opptaket 45. Den holdes på plass ved hjelp av en skrue 48 i en boring 47 i skiven 43.

En O-ring 49 såvel som et antall vanninnløpskanaler 50 er anordnet rundt omkretsen til delen 41. Under ektraheringen vil vannet således skyve på 0-ringen og presse den til tetning slik at systemet blir fluidumtett.

I fig. 4 innbefatter ekstraheringsinnretningen en øvre del 12 med innsprøytingsnåler 13 i det dannede hulroms tak. Ved sammenklemmingen vil innsprøytingsnålene perforere posens øvre side slik at derved fluidum tilført gjennom kanalen 25 kan trenge inn i posen. Den øvre del har et utspringende parti 14 med konisk form. Dette utspringende parti passer inn i en kompletær konus 16 i den nedre del 15. Disse partier sampasses under sammenklemmingen og bidrar derved til å strekke posens sider og sentrere det pulverformede innhold.

Også den nedre del har fremspring 17 og strømningshull 18 for kaf festrømmen. Fig. 4 viser ikke fastgjørlngsystemet, hvor det benyttes strammeører- og flenser. Ekstraheringsmetoden er den samme som i innretningen i fig. 1. Fig. 5 viser en ytterligere utførelsesform av den øvre vanninnsprøytingsdel 51. Denne del har et vanninnløp 52 og et enkelt spisst element 53 beregnet for perforering av posen. Dette spisse element har en boring med sideutløp 54 hvor-igjennom vann tilføres posen. Delen 51 har en avrundet sone 55 som muliggjør en bedret fordeling av vannet, slik at posens øvre side presses mot den avrundede sone. Delen har en 0-ring 56 for tilveiebringelse av den nødvendige fluidumtetthet. Fig. 6 viser ulike typer fremspringende pyramideformede avsnitt. Det dreier seg om avkortede pyramider 29, pyramider 30 som er avskåret på to sider, asymmetriske pyramider 31, symmetriske pyramider 32, pyramider 33 med korrugeringer, pyramider 34 som er avskåret på tre sider og pyramider 40 som er avskåret på fire sider. Samtlige av disse pyramider har terrasser 35.

Strømningshullene kan ha tre ulike former: sylindriske 37, konisk utvidet nedoversom vist ved 38, eller de kan være sylindriske og koniske utvidet nedover, som vist ved 39.

Terrassene 35 gjør det mulig å styre åpningen (eller rivingen) av posens nedre side, slik at det blir mulig å gi posen en fllterfunksjon. Fig. 8 viser elementer 57 for gjennomtrenging av posen 58, samt fremspringende og uthulte partier 59 anordnet rundt strømningshull 60. Dette system er ekvivalent det i fig. 1 og 4 viste. Fig. 9 viser ekstrahering av en pose 58 ved hjelp av et enkelt tilspisset element 61 og fremspringende og uthulte partier 62 og strømningshull 63, anordnet langs posens omkretsområde. Fig. 10 viser bruk av et enkelt tilspisset element 64 for oppadrettet vanntilførsel samt et kaffeoppsamlIngssystem på samme side, innbefattende fremspringende og tilbaketrukne partier 65 rundt strømningshull 66. Fig. 11 og 12 viser et ekstraherlngssystem med et chassis 70 hvorpå det ved hjelp av en aksel 71 er dreibart montert en arm 75. Armen innbefatter en låsespak 72 med tilhørende kroker 73 på nedragende partier 83. Denne spak kan dreie seg om en aksel 74. Armen 75 bringes til lukking mot en nedre del 76. Denne nedre del 76 kan dreie seg om tapper 77 og innbefatter et hus 78 med fremspringende og tilbaketrukne partier 79 beregnet for opptak av posen.

Virkemåten er som følger: posen plasseres i huset 78, armen 75 presses ned ved hjelp av låsespaken 72, helt til krokene

73 går til samvirke med tappene 77.

En kam 80 gjør det mulig å klemme det øvre vanntilførsels-organ 81 mot den nedre del 76 for derved å sikre god fluidumtetthet i systemet, ved riktig plassering av pakningen 82. Posens innhold ekstraheres og låsespaken 72 frigjøres for løfting av armen 75. Det er sørge for midler som gjør det mulig å svinge den nedre del 76 slik at posen kan kastes ut i et rom i chassiset 70.

Claims (23)

1. Fremgangsmåte ved ekstrahering av forseglede, fluidumtette, fleksible poser som inneholder i det minste en substans for tilveiebringelsen av en drikk, hvilken pose er tilformet ved hjelp av to fleksible og like ark av samme materiale, forseglet sammen langs omkretsen og i hovedsaken symmetrisk i forhold til forseglingsplanet, karakterisert ved at posen plasseres og holdes i sin ekstraheringsinnretning, som dannes av et lukket kammer innbefattende en poseholder, at en blanding av luft og vann ved et trykk på mellom 2 og 20 bar innføres i posen ved hjelp av en innløps-del for derved progressivt og lokalt å strekke posens ekstraheringsside mot en fremspringende flate i poseholderen med fremspringende og tilbaketrukne partier, hvorved ekstraheringssiden rives opp på flere steder i samsvar med et mønster som bestemt av plasseringen til de fremspringende og/eller tilbaketrukne partier, Idet brytespenningen nås, slik at det muliggjøres en strøm av væsken etter ekstraheringen .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at posens form modifiseres i forhold til dens opprinnelige form ved tilpassing til utformingen av hulrommet i ekstraheringsinnretningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at plasseringsoperasjonen medfører en strammevirkning som reduserer det tilgjengelige indre volum i posen for derved å begrense de steder som ikke er fylt med substans til et bestemt minimum.

4 . Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at posens øvre fleksible side presses under påvirkning av vanntrykket og oppsvellingen av kaffen mot den øvre side i kammeret, hvorved det skjer en bedring av fuktingen av kaffen og ekstraheringskvaliteten.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at hjelpemidler anordnet under ekstraheringsinnretningens øvre side og/eller på denne innretnings nedre flate gjør det mulig å bevege kaffen i posen mot spesifikke og foretrukne soner for derved å fremme ekstraheringskvaliteten ved unngåelse av dødsoner.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at materialet som danner posens ekstraheringsside når sin brytespenning som et resultat av at det strekkes og begynner å rives ved de utragende fremspringende partier eller de tilbaketrukkede partier mellom disse, idet de partier som splittes på denne måten bringes mot de fremspringende partier når de frigjøres fra spennings-påkjenningen, uten å rives løs fra ekstraheringsflaten, med det resultat at de tilveiebragte åpninger blir større og derved letter den etterfølgende strøm av ekstraksjonsvæske, men på en slik måte at det ikke skjer noen dispergering av materialet på utsiden av posen.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at supplementære åpninger i ekstraksjons-siden kan tilveiebringes om nødvendig ved hjelp av partier i poseholderen som har avtagende høyde, fortrinnsvis i den perferielle sone, når ekstraheringstrykket når høye verdier.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at ekstraheringstrykket, når belastnings-tapet gjennom substansmengden er maksimal, når en verdi som er høyere enn den opprinnelige verdi som tilveiebringer åpningen av posen.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at Innføringen av vann og ekstraheringen av kaffen skjer på samme side av posen.

10. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at den innbefatter en øvre del (8) forsynt med midler (11,10) beregnet for perforering av posens (1) øvre side og innføring av vann i posen, en nedre del (2) med fremspringende og tilbaketrukkede partier (19) som danner strømningssonen, Idet disse to deler (8,2) samvirke (23,24) med hverandre for derved å sikre fluidumtetthet ved å gripe om posekanten og mellom hverandre hver danne i hovedsaken halvparten av et kammer som gir en spesifikk form av posen (1) som ikke nødvedigvis er identisk med posens opprinnelige form, idet den nødvendige samklemming sikres ved hjelp av hjelpe-festemidler (3,7) som holder øvre og nedre del fast sammen.

11. Innretning ifølge krav 10, karakterisert ved at den øvre del (8) og/eller den nedre del (2) har en geometri som bidrar til å bevege den substans som skal ekstraheres til spesifikke og foretrukne steder i posen (1).

12. Innretning ifølge et av kravene 10 eller 11, karakterisert ved at fastgjøringsmidlene på den nedre del (2) utgjøres av minst to strammeører (3) beregnet for samvirke med minst to strammeflenser (7) utformet i ett med den øvre del (8).

13. Innretning ifølge et av kravene 10-12, karakterisert ved at festemidlene på den nedre del (2,4) og denne del er en integrert del av en automatisk mekanisk anordning som muliggjør plasseringen av posen (1) i den nedre del og fastklemming og frigjøring av patronholderen.

14 . Innretning ifølge et av kravene 10-13, karakterisert ved at den øvre del av Innretningen innbefatter en fastgjøringsanordning som har form av en sfærisk ring hvis krumningssenter faller sammen med aksen perpendikulært på planet til posens bæreflate, idet denne sfæriske fastgjøring hviler mot et sete som har en flate med samme krumning, fast forbundet med den øvre del og dannende en svivel-koplingsan-ordning.

15. Innretning ifølge et av kravene 10-14, karakterisert ved at vanninnsprøytingsnålene er fast forbundne med en del som kan utføre en rotasjonsbevegelse, idet denne bevegelse er synkronisert med innfanging under innføringen av poseholderen.

16. Innretning ifølge et av kravene 10-15, karakterisert ved at vanninnsprøytingsnålene har en avsmalnende form slik at de vil kunne perforere posens materiale med åpninger som kan lukke seg Igjen, i det minste delvist, for derved å minimalisere utstrømnings når posen tas ut, samtidig som de ikke hindrer posen I å svelle og bli presset mot den hosliggende vegg.

17. Innretning Ifølge et av kravene 10-16, karakterisert ved at den nedre del Innbefatter fremspringende partier med avtagende høyde, fortrinnsvis anordnet i en omkretssone.

18. Innretning ifølge et eller flere av kravene 10-17, karakterisert ved at posen legges direkte inn i maskinen, hvis øvre del eller nedre del kan utføre enten en rotasjonsbevegelse om en horisontal eller en vertikal akse, eller en foldebevegelse, eller en skuffbevegelse som muliggjør innføring, idet de to delene holdes fast sammen under ekstraheringen ved hjelp av et system Innbefattende kroker eller andre egnede midler.

19. Innretning ifølge et av kravene 10-18, karakterisert ved at tetningsanordningen innbefatter en fleksibel forbindelse langs poseholderens omkrets, idet poseholderen er fritt anordnet i et hus som gjør det mulig, under påvirkning av vanntrykket mellom tetningsforbindelsen og husets bunn, å presse mot forbindelsen og bevirke at den klemmes mot posekanten.

20. Innretning ifølge et av kravene 18 eller 19, karakterisert ved at posen kan tas ut ved hjelp av en krave som eventuelt kan utgjøre en integrert del av poseholderen .

21. Poseholder, karakterisert ved at den innbefatter en nedre del for opptak av posen og en bærer for denne del, idet denne nedre del innbefatter de fremspringende og tilbaketrukkede partier.

22. Poseholder ifølge krav 21, karakterisert ved at de fremspringende og tilbaketrukkede partier er i form av asymmetriske pyramider.

23. Poseholder ifølge krav 21 eller 22, karakterisert ved at den nedre del har korrugeringer på sin omkrets.