压实咖啡片剂、包含所述片剂的系统及其生产方法与流程

1.本发明涉及用于制备饮料的片剂领域，所述片剂借助于颗粒状可食用物质、特别是烘焙并研磨咖啡的压实来制备，本发明还涉及包括具有所述压实片剂的单独部分的饮料制备系统及其生产方法。


背景技术：

2.现有技术包括涉及压实研磨咖啡片剂的若干文献。所述压实研磨咖啡片剂在其工业生产中具有若干限制，特别是在可获得的形状方面。
3.所述压实片剂的形式在饮料的制备中、特别是在浓缩型咖啡或类似物的情况下可以发挥重要作用。事实上，在上游定向侧提供空腔以便能够将饮料临时积聚在与所述片剂相关联的包装(例如以两片膜状封皮的形式)内可以是重要的。
4.文献ep 0229920 b1公开了一种用于生产咖啡片剂的方法，该方法包括对大量烘焙并研磨的咖啡颗粒施加20.7mpa至48.3mpa的压力，所述烘焙并研磨的咖啡颗粒具有至少3％、特别地在3％至6％之间的质量和在0.4mm至2.0mm之间、特别地在0.6mm至1.2mm之间地平均颗粒尺寸。该方法还包括用可分散于水中的可食用材料涂覆压实片剂的外部，其中所述涂覆包括用含水状液体加湿并施加干燥固体。
5.文献us 6,068871公开了一种由片剂压实物质制成的饮料制剂，所述饮料制剂具有大致圆盘形状。所述片剂可具有上游定向部分、下游定向部分和居间部分，其中所述部分沿主流动方向沿类似的延伸部延伸。此外，所述片剂可以具有以居中的方式布置在上游定向面和下游定向面中的至少一者中的空腔。特别地，片剂可以具有仅球形的空腔，并且沿着所述上游定向部分的整个上游定向面延伸。
6.文献wo2008/123775a1公开了一种用于生产咖啡片剂的方法和借助于所述方法获得的咖啡片剂。所述咖啡片剂可以具有大致不规则的形状。
7.现有技术中没有文献公开这样的一种压实咖啡片剂，该压实咖啡片剂具有提供结构阻力优化的结构构造，因此提供所用材料量的优化。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种具有更好尺寸和功能特性的压实咖啡片剂。
9.特别地，所述压实咖啡片剂应具有更好的一般构造，以便具有更好的结构阻力和咖啡体积对上游流的更好暴露，以及上游定向部分的更好构造，以便有助于在例如浓缩型咖啡类型的基于咖啡的饮料的制备中提取咖啡、特别是烘焙并研磨的咖啡豆。
10.根据本发明，该目的借助于根据权利要求1所述的压实咖啡片剂来实现，其中优选的实施方式在从属权利要求中公开。
11.特别地，根据本发明的压实咖啡片剂在横向向上延伸直至总高度的区域中具有压实咖啡体积的至少大部分、优选至少60％，特别优选至少70％，包括在所述居间部分中和/或在横向延伸到小于总宽度的尺寸的区域中具有压实咖啡体积的第二较小部分、优选至多
30％、特别优选至多20％，包括在所述上游定向部分上。
12.根据本发明的压实咖啡片剂可以在总宽度和总高度之间具有至多5:1的关系，优选至多4:1。
13.此外，根据本发明的压实咖啡片剂具有不同于下游空腔的上游空腔，包括具有沿主流动方向的不同延伸部。
14.所述上游空腔可包含在上游定向部分中，所述下游空腔可包含在下游定向部分中，其中压实咖啡片剂的所述上游定向部分和下游定向部分被居间部分分开。
15.所述下游定向部分可以具有下游空腔，该下游空腔以居中的方式布置并且仅沿着所述下游定向部分的横向尺寸的一部分延伸，使得所述下游空腔的周边区域具有在横向方向上延伸直到所述下游定向部分的外周边区域的部分。
16.相关的目的是提供一种压实咖啡片剂，该压实咖啡片剂具有给定量的研磨咖啡，考虑到压实片剂的提取功效和物理稳定性，该压实咖啡片剂具有更好的物理性质。
17.特别地，有利的是，研磨咖啡的量包括在4克和8克之间、优选地在5克和7克之间、特别优选地在5.3克和6.7克之间，并且所述量的研磨咖啡具有以质量算包括1％和5％之间、优选地以质量算在2％和4％之间的水分含量。
18.此外，有利的是，所述量的咖啡对应于研磨咖啡，所述研磨咖啡的粒度分布为：至少90％的颗粒的平均尺寸包括在100μm至3000μm之间、优选至少85％的颗粒的平均尺寸包括在250μm至2000μm之间。
19.相关的目的是提供一种压实咖啡片剂，该压实咖啡片剂的咖啡质量的至少大部分相对于主流动方向具有更好的分布，并因此具有所述咖啡的质量的更好提取功效。
20.根据本发明，该目的借助于压实咖啡片剂来实现，该压实咖啡片剂的咖啡质量的大部分在沿着横向于主流动方向的方向延伸到总外部尺寸的居间部分中。
21.相关目的是提供一种饮料制备系统，该饮料制备系统具有压实咖啡片剂，该压实咖啡片剂提供用作饮料制备系统的一部分的更多优点，例如浓缩型咖啡。
22.根据本发明，该目的借助于根据权利要求16所述的系统来解决。
23.该系统可包括至少一种类型的片剂和至少一种类型的包括所述片剂的单独部分，其中，所述类型的片剂可在以下各项中的至少一个方面变化：压实咖啡渣的质量、片剂体积、以及上游定向部分和下游定向部分中的至少一者的构造，并且其中，所述类型的单独部分可以在以下各项中的至少一个方面变化：包括或不包括片剂的封皮，以及片剂的封皮的材料、类型、形状和尺寸。
24.本发明的另一个目的是提供一种生产与用于制备饮料(例如浓缩型咖啡)的单独部分相对应的压实咖啡片剂的方法，该方法提供具有更好压实特性的片剂。
25.根据本发明，该目的借助于根据权利要求20所述的方法来解决。
26.特别地，根据本发明的方法包括使用压实模具和冲压工具，所述压实模具和冲压工具被构造成提供具有上游定向部分和下游定向部分的片剂，所述上游定向部分和下游定向部分具有以下各项中的至少一种：不同体积尺寸和不同空腔。
附图说明
27.下面将基于优选实施方式和附图更详细地解释本发明。
28.附图以简化的示意图示出：
29.图1：根据本发明的片剂(1)的第一实施方式的俯视图；
30.图2：根据本发明的片剂(1)的第一实施方式的仰视图；
31.图3：根据本发明的片剂(1)的第一实施方式的侧视图；
32.图4：根据图3的片剂(1)的实施方式的侧剖视图；
33.图5：根据本发明的片剂(1)的第二实施方式的侧视图；
34.图6：根据图5的片剂(1)的实施方式的侧剖视图；
35.图7：根据本发明的片剂(1)中的上游空腔(a)的第一实施方式的俯视图；
36.图8：根据本发明的片剂(1)中的上游空腔(a)的第二实施方式的俯视图；
37.图9：包括根据本发明的第一种类型的片剂(1)的单独部分(10)的第一实施方式的侧视图；
38.图10：包括根据本发明的第二种类型的片剂(1’)的第二种类型的单独部分(10’)的实施方式的侧视图；
39.图11：根据本发明的片剂(1)的生产方法的流程图；
40.图12：包括根据本发明的片剂(1)的单独部分(10)的生产方法的流程图。
具体实施方式
41.图1至图4再现了根据本发明的片剂1的第一实施方式的代表性视图。
42.所述片剂1对应于一定体积的咖啡渣，所述咖啡渣已经被压实以便保持对应的三维形状。所述体积对应于规则几何形状，包括相对于中心纵向轴线xx旋转对称的几何形状。
43.特别地，片剂1可以具有一定量或质量的咖啡渣，该咖啡渣预先被烘焙并压实，并且具有适合的一般形状和尺寸，使得所述片剂1可以在芳香饮料的制备中用作单独部分10。特别地，所述单独部分10适于使得能够被供应到提取装置并且在其中操作以制备基于咖啡的饮料，例如浓缩型咖啡。
44.所述片剂1具有这样的横截面，该横截面具有总宽度d
t
并且相对于中心纵向轴线xx大致对称，并且被构造成相对于主流动方向具有上游定向部分11和下游定向部分12，并且还具有居间部分13，所述居间部分在所述上游定向部分11和下游定向部分12之间延伸，并且在主流动方向上，在其延伸部的至少大部分上，沿着所述总宽度d
t
延伸。
45.如图所示，所述单独部分1可具有大致圆形的横截面，使得单独部分1具有大致盘状形状或类似形状。
46.根据本发明的一个方面，并且特别地如图2和图4中可见，所述上游定向部分12具有上游空腔b，该上游空腔b以居中的方式从上游定向部分12的上游定向表面延伸。
47.特别地，如图4的附图所示，下游空腔b仅沿所述下游定向部分12的横向尺寸的一部分延伸，使得所述下游空腔b的周边区域具有沿至少大致横向方向延伸直到所述下游定向部分12的外周边区域的部分。
48.在片剂的结构阻力方面，被确定为有利的是，下游定向表面中的下游空腔b的特征尺寸(例如直径)不超过在所述下游定向部分12的所述下游定向表面的周边边缘的相同平面上测量的对应特征尺寸(例如直径)的95％、优选地不超过90％。
49.另一方面，在饮料的提取方面，已经证明为有利的是，下游空腔b的特征尺寸为所
述下游定向部分12的下游定向表面的特征尺寸的至少40％、优选至少40％。
50.由此有利地提供空腔和封闭腔室，以及以下各项中的至少一者：所述片剂1的包装壁，以及提取装置的壁，其中下游产生的饮料能够暂时积聚。此外，所述下游空腔b被构造成仅沿着所述片剂1的下游定向表面的一部分延伸，而不占据其整个横向延伸部。
51.特别地，所述下游定向部分12可具有下游空腔b的周边区域，该周边区域在下游空腔b和所述下游定向部分12的外周边区域之间沿着至少大致类似的延伸部延伸，优选地沿着比外周边区域的延伸部更大的延伸部延伸。
52.优选的是，所述下游定向部分12的外周边区域具有小于所述总宽度d
t
的横向尺寸，其中从下游定向部分12到所述居间部分13的过渡优选地包括沿着至少大致横向方向延伸的表面。
53.此外，优选的是，所述下游定向部分12的外边缘是圆形的，其曲率半径包括在1mm和6mm之间、优选地在2mm和5mm之间。
54.由此有利地提供了当沿着主流动方向受到所述加压提取流的液压压力时片剂1的结构阻力的增强，该主流动方向相对于片剂1的体积的最大延伸部、即相对于总宽度d
t
至少大致正交。
55.在优选实施方式(未示出)的情况下，所述下游定向部分12可具有仅圆形形状的下游空空腔b的周边区域，而没有平面表面，所述下游周边区域优选地构造有至少大致与所述下游空空腔b连续弯曲连接的圆形形状。
56.如图4所示，所述上游定向部分11可以具有至少一个上游空腔a，该上游空腔a可以以居中的方式延伸。所述上游空腔a可延伸直到所述居间部分13，并且进一步额外地延伸到所述居间部分13的内部，以便促进加压流体在压实咖啡体积中的初始渗透。
57.根据本发明的另一方面，如图3中可观察到的，片剂1被构造成使得压实咖啡的大部分体积处于横向于总宽度d
t
延伸的区域中，包括在所述居间部分13中，并且压实咖啡的第二较小部分体积处于横向于小于总宽度d
t
的尺寸延伸的区域中，包括在所述上游定向部分11中。
58.此外，非常有利的是，片剂1的总宽度d
t
和总高度h之间的关系至多为5，优选至多4。
59.此外，有利的是，所述居间部分13沿片剂1的总高度h
t
的至少大部分延伸，并且所述居间部分13以朝向所述上游部分11和下游部分12、优选包括以至少大致90
°
的角度来构造成角度的周边过渡，特别是宽度的减小。
60.由此提供了压实咖啡片剂的更大的结构阻力。此外，由此提供了，总咖啡质量的更大的相对部分沿着最大横向尺寸d
t
暴露于主冲泡流动方向，从而有助于咖啡饮料的更大的提取功效。
61.图3和图4表示根据本发明的片剂1的第一实施方式，其中上游定向部分11具有仅在所述上游定向部分11上延伸而不向下游延伸至居间部分13的区域的上游空腔a，而图5和图6表示根据本发明的片剂1’的第二实施方式，其中上游空腔a向下游延伸至居间部分13的区域。在第一种情况下，上游空腔a可以具有圆柱形形状，而在第二种情况下，可以具有圆锥形形状。
62.已经证明为有利的是，下游空腔b具有半球形、球冠形或卵形形状。
63.此外，第二实施方式提供了总高度h’大于所述第一实施方式的片剂1的总高度h的片剂1’。
64.特别地，根据本发明的饮料制备系统可包括至少两种类型的片剂1、1’，所述至少两种类型的片剂具有不同的高度h，以及上游部分和下游部分的类似高度h
11
、h
12
，使得仅改变相应居间部分的高度h
13
。进一步优选地是，所述类型的片剂1、1’具有类似的总直径d
t
。
65.根据本发明的片剂1具有在压实方法中压实的一定量的烘焙并研磨的咖啡豆，所述压实方法包括将所述量的先前烘焙并研磨的咖啡豆提供给具有对应于根据本发明的片剂1的内部形状和尺寸的压实模具。
66.所述量的咖啡渣有利地包括在4克和8克之间、优选地在5克和7克之间、特别优选地在5.3克和6.7克之间，而所述量的咖啡渣具有以质量算包括1％和5％之间、优选地以质量算在2％和4％之间的水分含量。
67.此外，在已经执行的测试中已经证明为特别有利的是，所述量的咖啡对应于颗粒咖啡，所述颗粒咖啡的粒度分布为，至少90％的颗粒的平均尺寸包括在100μm至3000μm之间，优选至少85％的颗粒的平均尺寸在250μm至2000μm之间。
68.图7和图8表示设置在上游定向部分11的上游定向表面上的上游空腔a的两个优选实施方式。
69.当在俯视图中观察时，所述至少一个上游空腔a可有利地具有与不同于圆形的几何形状相对应的外周边。特别地，所述形状可以对应于以下各项中的至少一种：多边形和未封闭的线(图中未示出)。
70.已经证明为有利的是，上游空腔a沿由外周边和内周边限定的至少一个闭合路线延伸，外周边和内周边都在所述上游定向部分11的上游表面的表面处延伸。因此，上游空腔a可提供上游加压流的优先进入区域，有利于压实咖啡片剂1的其交叉的定向。
71.在所示实施方式的情况下，所述上游空腔a可将空腔限制在外周边和内周边之间，其中所述外周边和内周边可有利地具有至少大致类似的几何形状，如俯视图中所示。
72.在现有技术中已知的饮料制备系统中，已知使用饮料制备设备，该饮料制备设备适于使得能够收集例如烘焙并研磨咖啡的单独部分，以便制备例如浓缩型咖啡的饮料。
73.图9和图10表示包括压实咖啡片剂1、1’的两种类型的单独部分10、10’。
74.在图9中所示的第一种类型的情况下，单独部分10具有压实咖啡片剂1，特别是具有根据本发明的一般构造的片剂1，和可食用涂层形式的封皮2，所述可食用涂层提供气体阻隔性并且当暴露于至少50℃、优选至少60℃的温度时可溶解。所述可食用涂层有利地以至少大致均匀的构造的层围绕片剂1的整个外表面提供，优选地使得可食用涂层至少大致遵循相应的上游空腔a和下游空腔b中的至少一者的轮廓表面，所述上游空腔a和下游空腔b也被所述可食用涂层涂覆。
75.在图10所示的第二种类型的情况下，所述单独部分10’具有片剂1和不可食用材料的封皮，特别是合成材料的封皮，该封皮被提供为限制所述空腔a、b，但不遵循其形状轮廓。
76.在这种情况下，下游空腔b有利地提供提取腔室，并且封皮2优选地至少在上游定向侧被构造成使得抵抗所述封皮2的保持而暂时保持积聚在所述下游空腔b上的饮料流，直到达到先前限定的压力值。在现有技术中已知这种类型的封皮的若干实施方式，从而在这种情况下放弃对其更详细的描述。
77.在根据本发明的压实咖啡片剂1的生产方法的情况下，参见图11，将预先确定量的预先烘焙并研磨的咖啡豆均匀地分开供应至压实机的多个模具。
78.所述烘焙并研磨的咖啡豆的量包括在4克至8克之间、优选地在5克至7克之间、特别优选地在5.3克至6.7克之间。
79.在已经进行的试验中，已经表明特别有利的是，所述量的咖啡渣以质量算具有包括在1％和5％之间、优选地以质量算在2％和4％之间的水分含量。
80.在供应所述量的烘焙且研磨的咖啡豆之后，应用多个连续压实循环，其中压实力包括在4kn与6kn之间、优选地在4.5kn与5.5kn之间。
81.所述压实力可以借助于两个冲压工具在两个不同的方向上施加。
82.所述压实模具和冲压工具可被构造成提供具有上游定向部分11和下游定向部分12的片剂1，所述上游定向部分和下游定向部分具有以下各项中的至少一种：不同的体积尺寸和不同的相应空腔a、b。
83.根据本发明的方法使得能够获得具有脆性的片剂1，所述脆性对应于包括在10n至20n之间、优选地在13n至17n之间的硬度。
84.图12表示包括根据本发明的片剂1的单独部分10的补充生产方法的步骤。
85.特别地，该方法包括将根据本发明的至少一个、优选多个片剂1供应至适于与片剂1的下游定向部分12相互作用的第一封皮部2。
86.里斯本，2020年11月20日。