JP5643771B2 - 液体抽出のための遠心分離と熱損失補償手段とを用いる装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、遠心力を用いて食料原料に液体を通すことにより、コーヒー粉末などの食料原料から液状食品を製造するための装置および方法に関する。特に、本発明は、遠心力で分離された後に液状食品が適当な温かい温度で流出されるように、改良された装置および方法に関する。

浸出コーヒーとコーヒー粉末とからなる混合物を遠心力で分離する（遠心分離）ことにより飲料を調製することが知られている。このような混合物は、熱湯とコーヒー挽豆の粉末との所定期間の相互作用により得られる。水は、そして、スクリーンを通じて押し出され、スクリーン上に粉末材料が残される。

既存の遠心システムは、装置から流出された液状抽出物が余りにも低い温度で出るという不便を生じる。特に、液状抽出物は、装置の収集装置の外面との熱交換により、収集装置内で冷却される。実際、遠心プロセスの原理によれば、浸出ユニットは、中心軸に沿って回転され、略管状の衝突面に衝突する液体の薄膜または噴射を形成する。液体は、例えば、純粋な円筒であれば少なくとも約５００ｍｍ^２の領域を有しうる第１の衝突面に等しくなりうる表面に接触し、そこから滴下する。また、液体は、通常、抽出液との広範な接触面を再び形成する、少なくとも１つの供給導管に導かれるＵ字状の空洞内に収集される。さらに、カップなどの受容器は、液体を受容するために装置の下に配置される前に加熱されていない限り、さらに液体を冷却する。

また、焙煎挽豆など、ある種の飲料原料は、所望のアロマ成分の取込みを含む原料の完全な抽出を確保するために、熱湯など特定の温度範囲内の加熱液で浸出されなければならないことが知られている。よって、浸出ユニット内に供給される液体は、抽出後の液体で持続する熱損失を補償するために加熱され過ぎてはならない。これは、加熱し過ぎが抽出品質に悪影響を及ぼしうるためである。コーヒーまたは茶などの最適な浸出の温度範囲は、最終飲料の最良の品質を確保するために重要視されなければならない。さらに、「クレマ」と称される泡の先端など、コーヒー飲料の他の品質特性は、調製中に維持されなければならない。

本発明は、遠心作用による製造中の飲料（または液状抽出物）の熱損失を少なくとも部分的に補償し、適当なサービス温度での飲料の供給を可能にするための装置および方法を提供することを目的とする。

本発明は、コーヒー飲料の味覚特性および泡特性を維持する装置および方法を提供することも目的とする。

ある態様では、本発明は、食料原料を通る液体の遠心効果により液状抽出物を形成するように液体と食料原料とを相互作用させて液状抽出物を調製するための飲料製造装置であって、
食料原料を受容するための浸出ユニットと、
浸出ユニットの外側に遠心力で分離された液状抽出物を収集するための収集ユニットと、
浸出ユニットに結合されて浸出ユニットを回転駆動するための駆動手段と、
浸出ユニット内に液体を供給するために浸出ユニットに結合される液体供給手段と、
浸出ユニット内に供給される液体を加熱するためのヒーターと
を備え、
液状抽出物が浸出ユニットから出る前、出るとき、または出た後に、液状抽出物を加熱するように配置された追加加熱手段を備える、飲料製造装置に関する。

装置を出る液状抽出物の温度は、浸出ユニット内に供給される加熱液の温度よりも１０℃以下、好ましくは８℃以下低いように制御されることが好ましい。

追加加熱手段は、ａ）浸出ユニット、ｂ）収集ユニット、ｃ）浸出ユニットと収集ユニットとの間の空隙のいずれか１つまたはこれらの組合せと熱的に関係付けられうることがより好ましい。

追加加熱手段は、異なる加熱原理で液状抽出物を加熱しうる。この場合、追加加熱手段は、対流、放射、および伝導の加熱要素のいずれか１つまたはこれらの組合せである。

より具体的な形態では、加熱要素は、電気抵抗、「厚膜」、熱送風機、熱交換器、蒸気発生器、誘導コイル、赤外線ヒーター、およびこれらの組合せである。

例えば、浸出ユニットは、回転ドラムと、ドラムを少なくとも部分的に閉じる蓋とを有し、これらの要素の少なくとも１つが少なくとも１つの加熱手段に関係付けられる。特に、回転ドラムおよび蓋は、遠心効果により高速で浸出ユニットから出る液体の少なくとも１つの薄層または噴射を作り出すために、液体のための少なくとも１つの制限部を形成するように関係付けられうる。制限部は、固定出口、または小さな断面の一連の固定出口により形成されうる。あるいは、制限部は、国際特許出願第２００８０１４８５６号パンフレットに記載されるような、バルブに沿って浸出ユニットの周囲に作用する液圧により開放または拡がる制限バルブにより形成されうる。

浸出ユニットは、カプセルまたはポッドなどの区分パッケージ内の食料原料の所定用量を受容するように構成されうる。よって、ドラムは、浸出工程前にカプセルまたはポッドが据え付けられるカプセルホルダーまたはポッドホルダーを形成するようにサイズおよび形状を決定されうる。蓋は、カプセル内またはポッド内に液体を注入するための手段を有し、蓋には、注液槍の貫入を可能にするための入口穿孔手段がさらに設けられうる。蓋は、その周囲に、区分パッケージからの液体の出射を可能にするために、カプセル内またはポッド内に少なくとも１個、好ましくは数個の周囲出口を形成するための出口穿孔手段も有しうる。勿論、ポッドは、液体を浸透可能であり穿孔を必要としないフィルタ壁を有するフィルタポッドでもよい。

他の形態では、ドラムは、円筒スクリーン壁などのフィルタを有する。スクリーン壁は、液状抽出物が出口に到達する前に所定量の液状抽出物を出すために、浸出ユニットの周囲出口から隔てられて配置されうる。この形態では、ドラムは、区分パッケージ内に予め包装されていないコーヒー挽豆など弛んだ食料原料を受容することを予定される。加熱手段は、ドラムの壁内および／または蓋内に埋め込まれうる。例えば、電気抵抗または厚膜などの加熱要素は、液体が薄層または数条の噴射により浸出ユニットを出るときに液体を加熱するために、浸出ユニットの周辺出口領域に局在化される。

収集ユニットは、遠心力で分離された液状抽出物を受けるために、浸出ユニットの液体出口から距離（ｄ）で隔てられた衝突壁を有しうる。衝突壁は、加熱要素に関係付けられうる。例えば、加熱要素は、壁内に埋め込まれる少なくとも１つの電気抵抗、または壁に隣接して配置され、もしくは壁に印刷される厚膜でありうる。衝突壁は、浸出ユニットの出口から僅かに、例えば５〜２５ｍｍ隔てられて配置されうる。

収集ユニットは、環状の収集空洞および少なくとも１つの供給導管を有してもよい。これら要素の少なくとも１つは、追加加熱手段、例えば１以上の加熱要素に関係付けられうる。収集空洞は、壁の下に配置されうる、衝突壁とは別の部材でありうる。あるいは、収集空洞は、例えば、浸出ユニットから所定距離で隔てられて空洞の底から該ユニットに沿って上向きに延びる、衝突壁と一体形成される部材でありうる。供給導管は、空洞とともに１つのブロックから作られ、または空洞に関係付けられる（例えば固定される）管状部品でありうる。異なる受容器（２つのカップなど）に液状抽出物を分配するために、ある種の供給導管が設けられうる。

ある形態では、収集空洞が追加加熱手段に関係付けられる場合に、収集ユニットは、追加加熱手段に関係付けられない衝突壁を有する。「関係付けられない」ことによって、壁は、壁に衝突する液体により熱補償をもたらしうる加熱手段により直接加熱されなくなる。実際、経験的には、遠心力で分離された液（遠心分離液）の衝突壁に対する衝突中には、液体が強い遠心力により浸出ユニットを出るとすぐに（液体がカプセルから吐出されるときなど）、気泡は、加熱面に沿って崩壊し易くなる。結果として、コーヒークレマは、加熱された衝突壁により大幅に劣化しうる。よって、気泡の崩壊を回避するためには、収集ユニット内の熱損失を受容空洞内でのみ補償し、衝突壁を周辺温度またはその付近の温度に維持することが好ましい。

想定される形態では、加熱手段は、遠心分離液が浸出ユニットを出るときに遠心分離液を加熱するためのガス対流手段を有する。空気またはガスは、ヒーターとの熱交換により加熱され、浸出ユニットと収集ユニットとの間または収集ユニット内の自由空間内で空気流を促す構造などにより能動的または受動的に流通しうる。想定される形態では、空気塊は、特別な流通なしに収集ユニット内で温かく維持され、さもなければ液体自体の動力によりもたらされる。特別な形態では、追加加熱手段は、例えば、収集ユニットの衝突壁に向けて吐出された、遠心力で分離された液状抽出物を横切る方向に加熱空気流を提供するように配置された熱送風手段などの対流手段である。他の対流手段は、空隙内および／または収集ユニットの接触壁内の蒸気流でもよい。

例えば、対流熱または伝導熱は、浸出のために浸出ユニット内に供給される液体を加熱するために用いられるサーモブロックなどの高熱慣性の加熱ブロックから得られる。空気またはガスは、ブロックに接触して流通し、浸出ユニット、および／または収集ユニット、および／またはこれらの間の間隙に向けて導かれうる。他の形態では、伝導熱または放射熱は、ブロックと、該ユニットの１つとの間でも伝達されうる。例えば、高慣性の金属ブロックは、収集ユニットの受容空洞の壁、および／または浸出ユニットのドラムに接触して、または放射状に近接して配置される。ユニットのこれらの壁は、熱伝導度の高い（好ましくは１００Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１より高い）金属類（ステンレススチール、アルミニウム、銅など）から作られることが好ましい。

一般に、収集ユニットの液状抽出物に接触する壁の平均厚さは、２ｍｍ未満、好ましくは１ｍｍ未満、最も好ましくは約０．５ｍｍである。実際、収集ユニットの壁に接触するときに、液状抽出物の熱放散を抑制することが特に有効であることが見出されている。

より具体的な例では、収集ユニットは、１ｍｍ未満の壁により形成された環状のＵ字状空洞を有する。空洞は、壁の外面が隙間により囲まれることが好ましく、これにより装置の慣性質量（ｍａｓｓ ｏｆ ｉｎｅｒｔｉａ）を通じた熱放散が制限される。

抽出液用の加熱手段は、液体の熱損失を少なくとも２℃、好ましくは少なくとも５℃、最も好ましくは８〜１５℃補償するように制御されることが好ましい。熱損失は、ここで、追加加熱手段の有無にかかわらず、５０ｍＬのコーヒー抽出物が装置から５０ｍＬのガラス製カップに供給されるときの温度差を意味する。

例えば、コーヒー抽出物の場合、浸出ユニットに入る液体の浸出温度は、７５〜９５℃の範囲内である。装置は、加熱液が９０〜９５℃の温度で浸出ユニット内に供給されるように、ヒーター内の液体を加熱するように構成されることがより好ましい。温度範囲は、特にコーヒーの場合、望ましくない焦げ味特性を回避しながら、原料の最適な抽出を確保するように選択される。

想定される他の形態では、装置の収集ユニットは、収集ユニット内の熱損失を補償するために、断熱材または熱反射材を伴う壁を有しうる。収集ユニットは、少なくとも１℃補償するために絶縁される（加熱手段について前述した場合と同一の条件）ことが好ましい。

例えば、断熱材は、液層、ガス層、泡、ビーズ、ファイバー、およびこれらの組合せでありうる。

追加加熱手段は、浸出ユニット内に供給される液体を加熱するためのヒーターの加熱拡張部（ｈｅａｔｉｎｇ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）もしくは派生部（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）から得られうる。

追加加熱手段は、浸出ユニット内に供給される液体を加熱するためのヒーターから独立してもよい。独立によって、各加熱手段は、それぞれの発熱量を提供するが、同一の電気供給部に接続されうる。

想定される形態では、追加加熱手段は、浸出ユニット内に供給される液体を加熱するための少なくとも１つのヒーターを形成する。

ある形態では、追加加熱は、浸出ユニット内に供給される液体を加熱するための第１のヒーターを有し、このヒーターは、液体流通路内で、浸出ユニット内に注入される液体の温度を調節するための第２のヒーターの上流側に配置される。

追加加熱手段は、浸出ユニット内に供給される液体を加熱するためのヒーターの伝導または放射状の近接（ｒａｄｉａｌ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）により形成されてもよい。特定の形態では、ヒーターまたは独立した加熱要素は、浸出ユニットのドラムと放射状の接触で関係付けられる。この場合、ヒーターまたは独立した加熱要素は、例えば、ドラムの下に僅かに、例えば０．２〜５ｍｍ隔てられて配置され、ドラムの回転案内手段を囲むサーモブロックなど、Ｕ字状の加熱慣性質量として形成されうる。

追加加熱手段の温度は、制御ユニットおよび適当な温度センサ（ＮＴＣサーミスタなど）により独立して制御されてもよい。制御ユニットは、浸出ユニット内の液体供給用のポンプの制御、主液体ヒーター（サーモブロック、カートリッジヒーター、ボイラーなど）の制御など、異なる制御機能を提供する、装置の中央コントローラでありうる。

他の態様では、本発明は、遠心駆動される浸出ユニットを備える飲料製造装置内で食料原料から液状抽出物を製造するための方法であって、
−浸出ユニット内に食料原料を備え付け、
−浸出ユニット内に加熱液を供給し、
−浸出ユニット内に遠心効果を及ぼすことにより、遠心力を生じさせて食料原料に液体を流入させ、
−収集ユニット内に液状抽出物を収集し、
−液体を供給すること
を含み、
浸出ユニット内および／または収集ユニット内で液状抽出物の熱損失を補償するための少なくとも１つの工程を含む、方法に関する。

遠心駆動は、浸出ユニットの中心軸または最終的にはオフセット軸に沿った該ユニットの回転駆動でありうる。動作は、非円形の回転でもよく、例えば、本発明の範囲から逸脱しないで、場合によっては楕円経路に沿った回転でもよい。

液体は、圧力ポンプまたは重力送りポンプ（滴下など）により供給されうる。

装置を出る液状抽出物の温度は、浸出ユニット内に供給される加熱液の温度よりも１０℃以下、好ましくは８℃以下低いことが好ましい。

加熱液は、７０〜９５℃、好ましくは９０〜９５℃の温度で浸出ユニット内に供給されることが好ましい。

この方法は、
ａ）食料原料を収容する浸出ユニットを加熱する工程
ｂ）遠心力で分離された液状抽出物を収集する収集ユニットの少なくとも一部を加熱する工程
ｃ）浸出ユニットと収集ユニットとの間の空隙を加熱する工程
ｄ）受容器を受けるための供給領域を加熱する工程
ｅ）収集ユニット内の熱を断熱または反射する工程
ｆ）液状抽出物と接触する収集ユニットの壁の平均厚さを２ｍｍ未満、好ましくは１ｍｍ未満、最も好ましくは０．５ｍｍ未満に寸法付けることにより、収集ユニットの液状抽出物との接触面の熱放散を低減させる工程
のいずれか１つまたはこれらの組合せをさらに含む。

この方法は、液状抽出物が浸出ユニットから出た後、出たとき、または出る前に液状抽出物を加熱する少なくとも１つの工程を含むことが好ましい。

カプセルを内部に伴う、本発明の第１の実施形態に係る供給装置の概念図である。 第２の実施形態に係る装置の概念図である。 第３の実施形態に係る装置の詳細図である。 第４の実施形態に係る装置の詳細図である。

図１に示された本発明の飲料製造装置１は、浸出ユニット２内の遠心力による食料原料と液体との相互作用から、液状抽出物とも称される液状食品を調製するように構成される。遠心力の効果は、原料の固体、液体、およびアロマ成分に満ちた液体が浸出ユニットから抽出されるように、原料を通る必要な流体運動量を提供するために用いられる。「抽出物」または「抽出する」という用語は、浸出、溶解、希釈、混合、乳化、およびこれらの組合せに起因するプロセスまたは生成物を広義に意味する。

浸出ユニット２は、通常、食料原料を受容するためのドラム４を有する。装置は、使い捨てカプセル６０内に包装された食料原料を受容するように構成され、装置が開くときに食料原料が装置内に受容される。ドラムは、勿論、カプセルの底を下向きに突出させうる中央開口を伴う、回転駆動リングまたは回転被駆動リングとして設計されてもよいことに注目すべきである。リングは、よってその側壁および／またはリムでカプセルを支持するように設計されうる。

浸出ユニットは、その上側に、ユニット内に挿入されたカプセルの閉塞を確保するようにドラムを少なくとも部分的に閉じる蓋５を有する。浸出ユニットは、ユニット内に液体を供給するように、より詳しくはユニット内に挿入されるときにカプセル内に液体を供給するように構成された液体供給アセンブリ６に結合される。この場合、液体供給アセンブリは、液体貯蔵器７、ポンプ９を伴う流体流通路８、およびヒーター１０を有する。アセンブリは、浸出封入物内に下向きに突出する管状の導管を形成する注水器１１により終端する。液体供給アセンブリは、貯蔵器から所定の正圧で浸出ユニット内に加熱液を供給する。液体は、水であることが好ましく、温度は、一般に、浸出される原料に応じて変化しうる最適な浸出温度である。コーヒーの場合、温度は、約７５〜９５℃の範囲でありうる。供給液の温度は、コーヒーの最適品質での抽出を確保するために約９０〜９５℃であることがより好ましい。ここで、温度は、液体がカプセル内に供給される直前に注水器１１内で測定される。

水ヒーターは、高慣性式温調ブロック（サーモブロック）、カートリッジヒーター、ボイラー、インラインチューブヒーターなどの異なる加熱モジュールから選択されうる。ポンプは、ピストンポンプ、蠕動ポンプ、隔膜ポンプ、回転ポンプ、重力ポンプなどの適当なポンプでありうる。

装置は、装置の要素を制御するようにプログラムされる制御ユニット１２をさらに有する。特に、制御ユニット１２は、ポンプ９の「オン」、「オフ」作動を制御する。この制御は、装置のキーボード（不図示）上またはスクリーン（不図示）上でのコマンド操作（ボタンなど）により生じうる。制御ユニットは、浸出ユニット内で液体の温度を適正な値に上昇させるためにヒーター１０の「オン」、「オフ」をさらに制御する。制御ユニット内には、それ自体が公知である、流体流通路内、浸出ユニット内、および／またはヒーターの表面に配置された１以上の温度センサにより温度制御ループが形成されうる。

注水器１１は、好ましくは固定される注入器１１の周りを浸出ユニットが中心軸Ｉに沿って回転できるように、浸出ユニット内に取り付けられる。より詳しくは、蓋５は、注入器の周りに回転駆動されるときに蓋が回転できるように、ボールベアリング手段１３に沿って取り付けられる。

浸出ユニットは、遠心プロセス中に駆動ユニット１４を用いて回転駆動される。駆動ユニットは、結合部１５を介してドラム４に結合されることが好ましい。駆動ユニットは、ボルトなどを介して装置のフレーム１７上に取り付けられた直流（ＤＣ）モーターなどの電気モーター１６を有する。モーター１６は、適当なソケット４１を介して結合部１５に連結された軸８８を有する。ドラムは、フレームに対して回転連結の形で取り付けられてもよいことに注目すべきである。この場合、結合部１５は、ボールベアリング手段３９を介してフレームに取り付けられる。

よって、浸出ユニット２は、装置内に回転可能に、つまりフレーム１７と注入器１１との間に取り付けられる。モーター１６の作動も、遠心プロセス中に浸出ユニットを回転駆動するために制御ユニット１２により制御される。遠心速度は、一定または可変でありうる特性に従ってコントローラにより設定される。一般に、抽出段階中の速度は、１０００〜１６０００ｒｐｍである。速度は、飲料調製サイクル中に必要に応じて制御ユニットにより増減されうる。

浸出ユニット内で遠心効果を及ぼされる液状抽出物は、収集ユニット１８により収集される。浸出ユニットは、液状抽出物をユニットの外に遠心力で分離させるために、その周囲に小さな間隙または液体出口を残すように構成されることがさらに好ましい。間隙または液体出口は、浸出ユニットの封入物内、例えばカプセル内での間隙または液体出口の直上流で所定の圧力が形成されるように設けられる。好ましい形態では、浸出ユニットの内周に十分な液圧が作用するときにのみ浸出ユニットを開放するバルブ手段５６が設けられる。バルブ手段５６は、ドラム上および／またはカプセルの縁部上に閉塞力を及ぼすリング部１９により形成されうる。バルブ手段は、リング部を閉塞緊張状態に維持する弾性付勢部材２０をさらに有する。付勢部材は、ばね、弾性ゴム、または流体圧力手段でありうる。リング部は、バルブ手段が遠心分離液の圧力により開放するときに連続空隙を形成する。流れの間隙部または制限部は、例えば幅（ｗ）０．０１〜０．５ｍｍと非常に小さいが、リング部の全周に沿う連続周長を有しうる。流れの間隙部または制限部の表面積（Ｓ）は、数式Ｓ＝２・π・Ｒ・ｗ、ここに、Ｒ：リング部の半径、ｗ：バルブ手段の開口幅により計算されうる。間隙の表面積は、１〜５００ｍｍ^２の範囲でありうる。表面積は、通常、回転速度が高いほど面積が大きくなるように、回転速度に応じて変化する。

図１に示されたように、蓋は、カプセルの壁内に数個の出口を穿孔するための穿孔部材２１をさらに有しうる。穿孔部材は、蓋の周囲に配置され、封入物に向けて下向きに方向付けられうる。また、図中で明らかなように、カプセルは、挽豆などの原料を収容する主チャンバと、カプセルの穿孔された上壁に隣接する小さな周囲収集凹部とを分離するために、フィルタ部２２を任意に有しうる。カプセル内の凹部は、数個の出口を形成するために、カプセル内に穿孔部材を導きうるのに十分な深さ、例えば５〜１０ｍｍを有する。

装置の収集ユニット１８は、小さな間隙または出口を通じて遠心力で分離される液体を収集するために、浸出ユニットを囲む周囲壁を形成する。特に、収集ユニットは、浸出ユニットから、特に制限バルブから所定の距離または空隙（ｄ）で隔てられた第１の衝突壁２３を有する。衝突壁は、液体の衝突面を形成する管状壁であり、収集ユニットのＵ字状の収集部２４内に下向きに突出する。Ｕ字状の収集部２４は、フレーム１７の一部を形成し、または装置のフレームに結合される。

本発明の一態様によれば、追加加熱手段が収集ユニットに関係付けられて設けられる。加熱手段は、ユニットの少なくとも１つの壁を周辺温度よりも高く維持する。より詳しくは、少なくとも１つの電気抵抗線２５が収集ユニットの衝突壁２３内に埋め込まれる。抵抗は、例えばコイルまたはコイルの数個の部品として形成されうる。抵抗線は、１以上の厚膜、セラミックカートリッジ、誘導コイル、および／または加熱流体のコイル状導管により置換されてもよい。ここで、この導管では、加熱流体（液体またはガス）が流通して衝突壁を周辺温度よりも高く維持する。よって、液体が制限バルブを通じて浸出ユニットの外に高速で遠心力で分離されるときに、液体は加熱面に衝突する。液体は、そして、Ｕ字状の収集部２４内に収集される。

想定される変形例では、これは、類似の加熱手段（抵抗線、厚膜、セラミックカートリッジ、誘導コイル、流体放射コイル）により加熱される収集部２４となる。一形態では、衝突壁が加熱されず、収集ユニットの収集部２４のみが加熱される。このような構成は、浸出ユニットから液状抽出物を遠心作用により吐出させる最中にコーヒー泡（「クレマ」）が崩壊するリスクを低減する。他の形態では、衝突壁および収集部の両方が加熱される。

収集された液体は、サービスのために十分に温かい温度（例えば６０〜９０℃）に維持され、熱損失は、最小化され、または抑制される。

収集された液体は、そして、少なくとも１つの流出導管２６を介して供給される。本発明の文脈上では、流出導管は、収集ユニットの一部として考慮される。

前述した追加加熱手段２５に加えて、または代わりに、収集ユニットは、厚い発砲プラスチック層２７などの少なくとも１つの断熱層により断熱される。絶縁層は、上部絶縁層２８により示されたように蓋まで拡張されてもよい。適当な絶縁材は、発泡体、ファイバー、ビーズ、２つの壁の間の流体（ガスまたは液体）クッション、熱反射材、およびこれらの組合せでありうる。

図２は、同一または類似の技術的手段を同一の参照符号により示している、本発明の他の実施形態を示している。ここでは、浸出ユニットから出る液状抽出物の熱損失を少なくとも部分的に補償するために用いられる追加加熱の種類が本質的に相違している。追加加熱ユニット３１は、浸出ユニットと衝突壁２３との間の空隙（ｄ）に熱風を導き、または流通させるための熱送風装置である。装置は、チャンバを形成する筐体３２、空気出口導管３３、および空気入口３４を有しうる。筐体内には、ファンなどの空気流通手段３６の下流に熱線などの加熱要素３５が設けられる。装置には、液状抽出物に接触して進入しうるダストまたは他の微粒子を濾過するために、空気流通路内に配置された空気フィルタ３７が設けられうる。

強制式空気流通装置に代えて、装置は、より単純に、空気流の経路内に配置された線などの加熱手段により非機械的に空気流を形成する流通手段内に存在してもよい。装置は、熱蒸気環境を作り出す蒸気発生器でもよい。

想定される他の変形例では、追加加熱手段は、液体ヒーター１０自体の１以上の加熱面でありうる。例えば、送風装置は、サーモブロックの一部として、例えばブロックの一面に一体化される。

図３に示されたように、浸出装置は、カプセル内に包装されていないコーヒー粉末などの弛んだ原料を受容するように構成されてもよい。この場合、浸出装置は、ドラム４と、原料空洞３８と収集空洞３９との間に配置されるスクリーン円筒などのフィルタ３７とを有する。ドラムは、例えばバルブ手段１５０により形成された制限部を液体が通過できるように、制限部に向けて拡幅されうる。一例として示されたように、バルブ手段は、一般に異なる構成を有しうる。例えば、バルブ手段は、ドラムのリム部４０と、該部と蓋５との間に配置された弾性Ｏリング４２による圧力下で保持される閉塞ゲート部４１とを有する。

図３に示されたような飲料装置の追加加熱手段は、ドラム４に関係付けられうる。例えば、加熱抵抗４４は、ドラムの拡幅壁４３および／またはリム部４０に埋め込まれうる。勿論、加熱手段は、ドラムの壁に沿って配置され、または挿入される厚膜でもよい。液体が遠心力によりフィルタ３７から抽出されると、液体は、収集空洞３９内に収集され、加熱壁４３、４０に隣接して上向きに流れる。よって、液体の温度は、濾過後に浸出ユニット内にまだあるときに高く維持されうる。加えて、または代わりに、衝突壁２３は、第２の加熱抵抗線または厚膜などの加熱要素４４にも関係付けられる。結果として、薄層または噴射によりバルブ手段を通過する液状抽出物は、加熱面に衝突する。このことは、液体の温度を十分に高く維持し、熱損失を低減または排除するのにも寄与する。

図４は、本発明の装置の他の可能性を示している。ふたたび、前述した実施形態と同一または類似の技術的手段は、同一の参照符号により示されている。ここでは、加熱要素６５が装置のドラム４に放射状（ｒａｄｉａｎｔ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に設けられている点が相違している。ドラムは、前述したようにカプセルを受容し、あるいは食料原料を直接受容するように構成されうる。加熱要素６５は、収集ユニット１８のフレーム１７内に固定して取り付けられる。加熱要素６５とドラムの外面、例えばその底面との間には、効果的な放射伝熱を確保するために、最小限の隙間が維持される。要素６５は、また、ボールベアリング３９を介してドラムに機械的に連結され、ドラムは、潜在的にベアリングおよび結合部１５を通じた伝導により熱をもたらす。加熱要素６５は、注入手段１１に加熱液を供給することが好ましい。しかし、それは、主ヒーターの派生部もしくは拡張部または別個のヒーターでもよい。

図４に示された例では、貯蔵器７から来る冷たい液体がポンプ９によりポンピングされ、その温度を第１の値、例えば６０〜９０℃に上昇させるために加熱要素６５に供給される（Ａ−Ｂの方向）。この段階では、要素１０とドラムとの間で放射による伝達が生じ、液体温度が数℃降下しうる。そして、液体は、熱損失を補償するために第２の加熱要素６４に供給され（Ｃ−Ｄ方向）、浸出ユニット内に注入される前に液体の最適温度、例えば９２＋／−２℃に設定される。

第１の加熱要素６５は、サーモブロックであることが好ましい。勿論、加熱要素は、赤外線ヒーターなど、放射効果を効果的に作り出しうる他の加熱要素により置換されてもよい。

第２のヒーター６４は、サーモブロック、またはカートリッジ（例えば欧州特許第１９１３８５１号明細書に記載される）もしくは１以上の厚膜もしくは抵抗を埋め込んだチューブヒーター（例えば欧州特許第１２５３８４４号明細書、同第１３８０２４３号明細書に記載される）などのＯＤＨ（オンデマンドヒーター）でもよい。

図４の想定される形態では、第２のヒーターが省略され、飲料用に得られた水は、単一のヒーター６５により加熱され、液状抽出物の熱損失を補償するための追加加熱手段のみが提供される。勿論、想定される他の構成では、ヒーター６５は、収集部２４に物理的に接触して、または放射状に近接して配置されてもよい。

サーモブロックは、一般に、加熱のために液体を内部流通させるインラインヒーターである。これらは、特にアルミニウム、鉄、および／または他の金属あるいは合金から作られた金属の塊を通じて延びる、特に鉄から作られた１以上の導管などの加熱チャンバを有する。ここで、このチャンバは、熱エネルギーを蓄積するための高い熱容量と、内部流通する液体に必要に応じて必要量の蓄積熱を伝達するための高い熱伝導性とを有する。別個の導管に代えて、サーモブロックの導管は、導管本体内に機械加工される貫通経、または、例えばサーモブロック塊の鋳造工程中に、導管本体内に形成される貫通経でありうる。サーモブロックの塊がアルミニウムから作られる場合、健康上の配慮から、流通液とアルミニウムとの間の接触を回避するために、例えば鉄製の別の導管を設けることが好ましい。ブロックの塊は、導管の周囲に組み立てられた１個または数個の部品から作られうる。サーモブロックは、通常、例えば個別抵抗または集積抵抗など、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する１以上の抵抗加熱要素を含む。このような抵抗加熱要素は、一般に、導管から１ｍｍを超えて隔てられ、特に２〜５０ｍｍまたは５〜３０ｍｍを超えて隔てられてサーモブロックの塊内または塊上にある。熱は、サーモブロックの塊に供給され、塊を介して流通液に供給される。加熱要素は、金属塊内に鋳造または収容されてもよく、金属塊の面に沿って固定されてもよい。導管は、その長さおよびブロックを通じた熱伝達を最大化するために、サーモブロックに沿って螺旋状の構成または他の構成を有しうる。

図４の形態では（他の形態にも適用可能であるが）、熱損失は、衝突壁２３および／または受容空洞２４（この説明では「収集部」とも称される）の壁を平均厚さ２ｍｍ未満、好ましくは１ｍｍ未満、最も好ましくは０．２〜０．７ｍｍ、例えば約０．５ｍｍに寸法付けることにより、収集ユニット内で著しく低減されうる。特に、受容空洞２４の壁は、管状のＵ字形に設計される。それは、銅、鉄、もしくはアルミニウムなどの湾曲金属箔、またはプラスチックでありうる。壁の外面同士の間には、装置の他の部分内での熱放散を制限するために、断熱部、好ましくは空隙の形をとる空間が存在する。空洞の壁は、これにより狭い連結部６７（スタッド、ゴムパッドなど）によりユニットのフレーム１７に支持されうる。衝突壁は、小さな平均厚さの範囲（好ましくは１〜０．５ｍｍ）でも設計される。それは、銅、鉄もしくはアルミニウムから作られたような湾曲金属箔、またはプラスチックでありうる。

加熱要素６８は、収集ユニットの受容空洞２４に関係付けられうる。要素は、衝突壁によりブロックされた液状抽出物が必要な温度内に維持されることを確保する。このような要素は、例えば空洞の外面に結合された厚膜でありうる。衝突壁は、加熱要素を含んでいないことが好ましい。これは、我々が、驚くことに、この壁が加熱されるときに泡（「クレマ」とも称される）の量および／または品質が悪影響を受けることを見出したためである。熱は、衝突中に気泡を崩壊させるのかもしれない。よって、好ましい形態では、衝突壁が加熱されない。

最後に、蓋５にも、抵抗線または厚膜などの追加加熱要素６９が設けられうる。蓋５は、これにより、カプセルの上面に対する伝導により、熱を伝達し、または少なくとも熱損失を低減させる。よって、カプセルは、加熱されたドラムおよび／または加熱された蓋を通じて外側から温かく維持されうる。カプセルは、アルミニウム、またはアルミニウムとプラスチックの組合せなど、熱を伝導する材料から作られることも好ましい。

装置を通じた熱の伝導を最小化でき、液状抽出物に向けて熱を反射できる、熱反射壁を装置に設けることも望ましい。このような表面は、例えば、金属反射色素を含む高分子支持材から作られてもよく、または金属薄膜（アルミナ膜など）により被覆されてもよい。

説明された全ての実施形態では、追加加熱手段は、加熱面上および／または加熱要素上および／または液体中に直接配置された温度センサ４５（ＮＴＣセンサなど）を用いて、適切な温度範囲で加熱を調節する制御ユニットにより制御されうる。加熱要素は、制御ユニットに供給された温度センサ信号に基づき「オン」、「オフ」に切り換えられうる。

エネルギー消費を低減するために、制御ユニットは、追加加熱手段を調節し、所定の期間中、例えば浸出ユニットの回転サイクル中にのみ作動されうる。加熱要素および表面材は、加熱面を瞬時に（数ミリ秒の単位で）所望の温度にするように選択されてもよい。装置は、装置が所定の期間に亘って作動しないときに、加熱要素の一部のみが自動的にスイッチオフされる省エネルギーモードになるように制御されてもよい。

勿論、放射式加熱要素と対流式加熱要素など、異なる加熱要素が組合せられうる。

Claims (9)

1. 食料原料を通る液体の遠心効果により液状抽出物を形成するように前記液体と前記食料原料とを相互作用させて前記液状抽出物を調製するための飲料製造装置であって、
   前記食料原料を受容するための浸出ユニット（２）と、
   前記浸出ユニットの外側に遠心力で分離された前記液状抽出物を収集するための収集ユニット（１８）であり、遠心力で分離された前記液状抽出物の衝突面を形成する衝突壁（２３）と、該衝突壁に衝突した前記液状抽出物を受容する受容空洞（２４）とを有する収集ユニット（１８）と、
   前記浸出ユニットに結合されて該浸出ユニットを回転駆動するための駆動手段と、
   前記浸出ユニット内に前記液体を供給するために該浸出ユニットに結合される液体供給手段と、
   前記浸出ユニット内に供給される前記液体を加熱するためのヒーター（１０、６４）と
   を備え、
   前記液状抽出物が前記浸出ユニットから出る前、出るとき、または出た後に、前記液状抽出物を加熱するように配置された追加加熱手段（２５、３１、４０、４４、６５、６８、６９）を備え、
   当該飲料製造装置を出る前記液状抽出物の温度が、前記浸出ユニット内に供給される加熱液の温度よりも８℃以下低く、前記加熱液が、７０〜９５℃、好ましくは９０〜９５℃の温度で前記浸出ユニット内に供給され、
   前記追加加熱手段が、ａ）前記浸出ユニット、ｂ）前記収集ユニット、ｃ）前記浸出ユニットと前記収集ユニットとの間の空隙のいずれか１つまたはこれらの組合せを加熱し、前記収集ユニットのうちの前記受容空洞（２４）を加熱し、前記衝突壁（２３）を加熱しない、飲料製造装置。
2. 前記追加加熱手段が、次の加熱要素、すなわち、対流要素、放射要素、および伝導加熱要素のいずれか１つまたはこれらの組合せである、請求項１に記載の飲料製造装置。
3. 前記加熱要素が、電気抵抗、「厚膜」、熱送風機、熱交換器、蒸気発生器、誘導コイル、または赤外線ヒーター、およびこれらの組合せである、請求項２に記載の飲料製造装置。
4. 前記浸出ユニットが、回転ドラムと、該回転ドラムを少なくとも部分的に閉じる蓋とを有し、これらの要素の少なくとも１つが前記追加加熱手段によって加熱される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
5. 前記収集ユニットが、環状の収集空洞および少なくとも１つの供給導管を有し、これら要素の少なくとも１つが前記加熱要素によって加熱される、請求項２または３に記載の飲料製造装置。
6. 前記収集ユニットの前記液状抽出物に接触する壁の平均厚さが、２ｍｍ未満、好ましくは１ｍｍ未満、最も好ましくは約０．５ｍｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
7. 前記追加加熱手段が、前記浸出ユニット内に供給される前記液体を加熱するための前記ヒーターの加熱拡張部もしくは派生部から得られ、または前記浸出ユニット、特に前記浸出ユニットの回転ドラムへの前記ヒーターの伝導または放射状の近接により得られる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
8. 前記追加加熱手段（２５、６８、６９）が、前記浸出ユニット内に供給される前記液体を加熱するための前記ヒーター（１０）から独立している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
9. 前記追加加熱手段（６５）が、前記浸出ユニット内に供給される前記液体を加熱するための少なくとも１つのヒーターを形成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の飲料製造装置。

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